شبیه سازی توزیع دمای سینترینگ زیرکونیا با تابش لیزر سینوسی توسط مدل غیرفوریه DPL

در این پژوهش به جهت بکارگیری تابع لیزر در فرآبند سینترینگ زیرکونیا، مدل سازی عددی تابش لیزر با تابع مدولاسیون سینوسی توسط مدل غیرفوریه با تاخیر فاز دوگانه شبیه سازی شده است. تابع تعریف شده برای این لیزر به گونه ای است که شار حرارتی تابش در محدوده مقادیر ۲ کیلو وات بر سانتی متر مربع باشد ولی این شدت تابش لیزر بصورت پالسی و با ایجاد فرصت آسایش حرارتی به روکش دندان بر آن تابیده می شود. توزیع مکانی پرتوهای لیزر گاوسی و شعاع پرتو ۲ میلی متر است. حل معادلات به وسیله تقریب تفاضلات محدود توسط نرم افزار متلب انجام شده است. به منظور تحلیل فرآیند سینترینگ روکش زیرکونیا، هندسه ای از روکش دندان با ابعاد واقعی مورد مطالعه قرار می گیرد. توسط روش نگاشت مختصاتی، هندسه مسئله با تمام پیچیدگی های آن شبکه بندی خواهد شد. در این پژوهش نتایج شبیه سازی نشان داد که در فرآیند سینترینگ با تابع لیزر سینوسی، دما در مدت حدود ۱۴۰ دقیقه از دمای محیط به ۱۶۰۰ درجه افزایش پیدا می کند و سپس خنک شدن روکش نیز سریع و با شیب نمایی اتفاق می افتد. سینترینگ سریع با لیزر به دلیل امکان افزایش سریع دما و کاهش زمان کلی فرایند، گزینه ای جذاب خواهد بود، ولی ممکن است باعث ایجاد گرادیان دمایی شدید شود. اهمیت موضوع افزایش دما در زمان بسیار کوتاه حدودا ۳ ساعت نسبت به فرآیندهای عادی با مدت زمان ۱۰ ساعت، در کاهش زمان تولید و افزایش بهره وری است.

کلیدواژه ها:

لیزر سینوسی ، معادلات غیرفوریه ، کوره سینترینگ ، زیرکونیا ، نگاشت مختصاتی ، تفاضلات محدود