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초고속 에어 터빈 핸드피스는 회전속도가 20만~40만rpm으로 회전하는 치과 진료용 장비이다. 최근 식생활의 변화와 더불어 고령화 사회로 접어들면서 치과 진료 장비에 대한 수요나 관심은 증가한 데 비해 국내에서는 연구 및 경험 부족으로 핸드피스 대부분을 해외로부터 수입에 의존하고 있다. 국내에서는 작동 유체를 압축성으로 고려하고 다양한 Rotor의 형상에 대한 복합적인 ...

초고속 에어 터빈 핸드피스는 회전속도가 20만~40만rpm으로 회전하는 치과 진료용 장비이다. 최근 식생활의 변화와 더불어 고령화 사회로 접어들면서 치과 진료 장비에 대한 수요나 관심은 증가한 데 비해 국내에서는 연구 및 경험 부족으로 핸드피스 대부분을 해외로부터 수입에 의존하고 있다. 국내에서는 작동 유체를 압축성으로 고려하고 다양한 Rotor의 형상에 대한 복합적인 최적화 연구는 부족했다.
본 연구에서는 기존의 제품을 기능 분해하여 문제를 단순화하였다. 압축성 유동을 고려하기 위해 ANSYS FLUENT의 Sliding mesh기법을 사용하여 Rotor가 회전하는 동안 핸드피스 내부의 유동 특성을 파악했다.
실험계획법(Design Of Experiments)을 사용하여 최적화 연구를 수행했다. 먼저, 목적함수인 평균 토크 성능을 최적화 할 수 있는 주요 인자를 파악하고 터빈 형상을 바꾸면서 토크 성능을 해석했다. Minitab의 요인설계(Factorial Design)을 이용하여 최적 형상을 도출했다.