شبیه سازی و مدل سازی نیرو و ارتعاشات فرز دندان پزشکی در لایه های مینا و عاج

پرکاربردترین عملیات در دندان پزشکی ترمیم دندان است. در طی این فرایند، دندان پزشک با یک ابزار دورانی که سرعت بسیار بالایی دارد از قسمت پوسیده دندان یا ترمیم شدگی های آسیب دیده براده برداری می کند. در حین انجام این عمل تماس ابزار با لایه های دندان نیروهایی ایجاد می کند که به آن ها نیروهای برشی گفته می شود. آگاهی از حدود یا مقدار دقیق نیروی برش در کارهای پزشکی از اهمیت بالایی برخوردار است تا آنجا که کارهای بسیاری در این حوزه به اندازه گیری نیرو به صورت آزمایشگاهی پرداخته اند که انجام آن به صرف وقت و هزینه بالایی نیاز دارد. نیروی برش در لایه های مختلف دندان متفاوت است و دندان پزشک بازخوردی از اینکه در کدام لایه در حال کار است ندارد. به عبارت دیگر تشخیص لایه حین عملیات، برای دندان پزشک کاملا حسی و تجربی و علاوه بر آن یک مسئله چالش برانگیز است. موضوع اصلی این پژوهش، شبیه سازی نیرو و ارتعاشات فرز دندان پزشکی است. سیگنال های ارتعاشات منبع قوی از اطلاعات هستند که می توانند برای تشخیص لایه های دندان مورد استفاده قرار گیرند. از نقطه نظر نویسندگان، برای اولین بار در این پژوهش، ضرایب مخصوص برش برای دو لایه اصلی دندان با استفاده از نرم افزار المان محدود به دست آمده است. هم چنین، برای اولین بار ارتعاشات و نیرو در دو لایه اصلی دندان با استفاده از تئوری تیر تیموشنکو، معادلات نیرویی فرزکاری و در نظر گرفتن ضخامت براده دینامیکی مورد مقایسه و تحلیل قرار گرفته است. از نتایج این پژوهش می توان برای بهبود کیفیت و کارایی عملیات ترمیم دندان و هم چنین به عنوان مقدمه ای برای ساخت یک هندپیس هوشمند استفاده کرد.