Nod y gwaith hwn yw datblygu proses brosesu laser awtomataidd gyda chywirdeb dimensiwn uchel a chostau proses a bennwyd ymlaen llaw.Mae'r gwaith hwn yn cynnwys dadansoddi modelau rhagfynegi maint a chost ar gyfer gwneuthuriad laser o ficrosianelau Nd:YVO4 mewnol yn PMMA a phrosesu laser mewnol polycarbonad ar gyfer gwneuthuriad dyfeisiau microhylif.I gyflawni'r nodau prosiect hyn, cymharodd ANN a DoE faint a chost systemau laser CO2 ac Nd:YVO4.Mae gweithrediad cyflawn o reolaeth adborth gyda chywirdeb submicron o leoliad llinellol gydag adborth gan yr amgodiwr yn cael ei weithredu.Yn benodol, mae awtomeiddio ymbelydredd laser a lleoli sampl yn cael ei reoli gan FPGA.Roedd gwybodaeth fanwl am weithdrefnau a meddalwedd gweithredu system Nd:YVO4 yn caniatáu i'r uned reoli gael ei disodli gan Reolwr Awtomatiaeth Rhaglenadwy Compact-Rio (PAC), a gyflawnwyd yn y cam Lleoli Adborth Cydraniad Uchel 3D o Amgodyddion Submicron Rheoli Cod LabVIEW .Mae awtomeiddio llawn y broses hon yn y cod LabVIEW yn cael ei ddatblygu.Mae gwaith presennol ac yn y dyfodol yn cynnwys mesuriadau o gywirdeb dimensiwn, manwl gywirdeb ac atgynhyrchedd systemau dylunio, ac optimeiddio cysylltiedig o geometreg microsianel ar gyfer gwneuthuriad dyfais-ar-sglodyn micro-hylifol a labordy ar gyfer cymwysiadau cemegol/dadansoddol a gwyddor gwahanu.
Mae angen priodweddau mecanyddol rhagorol ar nifer o gymwysiadau o rannau metel lled-galed (SSM) wedi'u mowldio.Mae priodweddau mecanyddol rhagorol fel ymwrthedd gwisgo, cryfder uchel ac anystwythder yn dibynnu ar y nodweddion microstrwythur a grëir gan y maint grawn uwch-ddir.Mae'r maint grawn hwn fel arfer yn dibynnu ar brosesadwyedd gorau posibl y SSM.Fodd bynnag, mae castiau SSM yn aml yn cynnwys mandylledd gweddilliol, sy'n hynod niweidiol i berfformiad.Yn y gwaith hwn, bydd y prosesau pwysig o fowldio metelau lled-galed i gael rhannau o ansawdd uwch yn cael eu harchwilio.Dylai'r rhannau hyn fod wedi lleihau mandylledd a nodweddion microstrwythurol gwell, gan gynnwys maint grawn iawn a dosbarthiad unffurf gwaddod caledu a chyfansoddiad microelement aloi.Yn benodol, bydd dylanwad y dull pretreatment tymheredd amser ar ddatblygiad y microstrwythur a ddymunir yn cael ei ddadansoddi.Bydd eiddo sy'n deillio o welliant mewn màs, megis cynnydd mewn cryfder, caledwch ac anystwythder, yn cael eu harchwilio.
Mae'r gwaith hwn yn astudiaeth o addasu laser arwyneb dur offer H13 gan ddefnyddio modd prosesu laser pwls.Arweiniodd y cynllun sgrinio arbrofol cychwynnol a gynhaliwyd at gynllun manwl mwy optimaidd.Defnyddir laser carbon deuocsid (CO2) gyda thonfedd o 10.6 µm.Yng nghynllun arbrofol yr astudiaeth, defnyddiwyd smotiau laser o dri maint gwahanol: 0.4, 0.2, a 0.09 mm mewn diamedr.Paramedrau eraill y gellir eu rheoli yw pŵer brig laser, cyfradd ailadrodd curiad y galon a gorgyffwrdd curiad y galon.Mae nwy argon ar bwysedd o 0.1 MPa yn helpu prosesu laser yn gyson.Cafodd sampl H13 ei garwhau a'i ysgythru'n gemegol cyn ei brosesu i gynyddu'r amsugnedd arwyneb ar donfedd laser CO2.Paratowyd samplau wedi'u trin â laser ar gyfer astudiaethau metallograffig a nodweddwyd eu priodweddau ffisegol a mecanyddol.Perfformiwyd astudiaethau metallograffig a dadansoddiadau o'r cyfansoddiad cemegol gan ddefnyddio microsgopeg electron sganio ar y cyd â sbectrometreg pelydr-X gwasgaredig egni.Perfformiwyd crisialu a chanfod yr arwyneb wedi'i addasu fesul cam gan ddefnyddio system XRD gydag ymbelydredd Cu Kα a thonfedd o 1.54 Å.Mae'r proffil arwyneb yn cael ei fesur gan ddefnyddio system proffilio stylus.Mesurwyd priodweddau caledwch yr arwynebau wedi'u haddasu gan ficroindentation diemwnt Vickers.Astudiwyd dylanwad garwedd arwyneb ar briodweddau blinder yr arwynebau wedi'u haddasu gan ddefnyddio system blinder thermol a gynhyrchwyd yn arbennig.Sylwyd ei bod yn bosibl cael grawn wyneb wedi'i addasu gyda meintiau ultrafine o lai na 500 nm.Cyflawnwyd dyfnder arwyneb gwell yn yr ystod o 35 i 150 µm ar samplau H13 wedi'u trin â laser.Mae crisialu'r arwyneb H13 wedi'i addasu yn cael ei leihau'n sylweddol, sy'n gysylltiedig â dosbarthiad ar hap o grisialau ar ôl triniaeth laser.Y garwedd arwyneb cyfartalog wedi'i gywiro lleiaf o H13 Ra yw 1.9 µm.Darganfyddiad pwysig arall yw bod caledwch yr arwyneb H13 wedi'i addasu yn amrywio o 728 i 905 HV0.1 mewn gwahanol leoliadau laser.Sefydlwyd perthynas rhwng canlyniadau efelychiad thermol (cyfraddau gwresogi ac oeri) a chanlyniadau caledwch i ddeall ymhellach effaith paramedrau laser.Mae'r canlyniadau hyn yn bwysig ar gyfer datblygu dulliau caledu wyneb i wella ymwrthedd gwisgo a haenau cysgodi gwres.
Priodweddau effaith parametrig peli chwaraeon solet er mwyn datblygu creiddiau nodweddiadol ar gyfer GAA sliotar
Prif nod yr astudiaeth hon yw nodweddu ymddygiad deinamig y craidd sliotar ar effaith.Perfformiwyd nodweddion viscoelastig y bêl ar gyfer ystod o gyflymderau effaith.Mae sfferau polymer modern yn sensitif i gyfradd straen, tra bod sfferau aml-gydran traddodiadol yn dibynnu ar straen.Diffinnir yr ymateb viscoelastig aflinol gan ddau werth anystwythder: anystwythder cychwynnol ac anystwythder swmp.Mae peli traddodiadol 2.5 gwaith yn llymach na pheli modern, yn dibynnu ar gyflymder.Mae cyfradd gyflymach y cynnydd mewn anystwythder peli confensiynol yn arwain at COR mwy aflinol yn erbyn cyflymder o gymharu â pheli modern.Mae'r canlyniadau anystwythder deinamig yn dangos cymhwysedd cyfyngedig profion lled-statig a hafaliadau theori gwanwyn.Mae dadansoddiad o ymddygiad dadffurfiad sfferig yn dangos nad yw dadleoli canol disgyrchiant a chywasgu diametrig yn gyson ar gyfer pob math o sfferau.Trwy arbrofion prototeipio helaeth, ymchwiliwyd i effaith amodau gweithgynhyrchu ar berfformiad pêl.Roedd paramedrau cynhyrchu tymheredd, pwysau a chyfansoddiad deunydd yn amrywio i gynhyrchu ystod o beli.Mae caledwch y polymer yn effeithio ar yr anystwythder ond nid ar y gwasgariad egni, mae cynyddu'r anystwythder yn cynyddu anystwythder y bêl.Mae ychwanegion niwclear yn effeithio ar adweithedd y bêl, mae cynnydd yn y swm o ychwanegion yn arwain at ostyngiad yn adweithedd y bêl, ond mae'r effaith hon yn sensitif i radd y polymer.Perfformiwyd dadansoddiad rhifiadol gan ddefnyddio tri model mathemategol i efelychu ymateb y bêl i effaith.Profodd y model cyntaf i raddau cyfyngedig yn unig i atgynhyrchu ymddygiad y bêl, er ei fod wedi'i ddefnyddio'n llwyddiannus yn flaenorol ar fathau eraill o beli.Dangosodd yr ail fodel gynrychiolaeth resymol o ymateb effaith pêl a oedd yn berthnasol yn gyffredinol i bob math o bêl a brofwyd, ond nid oedd cywirdeb rhagfynegiad ymateb dadleoli'r heddlu mor uchel ag y byddai ei angen ar gyfer gweithredu ar raddfa fawr.Roedd y trydydd model yn dangos cywirdeb sylweddol well wrth efelychu ymateb pêl.Mae'r gwerthoedd heddlu a gynhyrchir gan y model ar gyfer y model hwn yn 95% yn gyson â'r data arbrofol.
Cyflawnodd y gwaith hwn ddau brif nod.Un yw dylunio a gweithgynhyrchu viscometer capilari tymheredd uchel, a'r ail yw efelychiad llif metel lled-solet i gynorthwyo gyda dylunio a darparu data at ddibenion cymharu.Adeiladwyd viscometer capilari tymheredd uchel a'i ddefnyddio ar gyfer profion cychwynnol.Defnyddir y ddyfais i fesur gludedd metelau lled-galed o dan amodau tymheredd uchel a chyfraddau cneifio tebyg i'r rhai a ddefnyddir mewn diwydiant.Mae'r fisgomedr capilari yn system un pwynt sy'n gallu cyfrifo gludedd trwy fesur y llif a'r gostyngiad pwysau ar draws y capilari, gan fod y gludedd mewn cyfrannedd union â'r gostyngiad pwysau ac yn gymesur yn wrthdro â'r llif.Mae meini prawf dylunio yn cynnwys gofynion ar gyfer tymereddau a reolir yn dda hyd at 800ºC, cyfraddau cneifio chwistrelliad uwch na 10,000 s-1, a phroffiliau chwistrellu rheoledig.Datblygwyd model damcaniaethol dau gam dau-dibynnol amser-ddibynnol gan ddefnyddio meddalwedd FLUENT ar gyfer dynameg hylif cyfrifiannol (CFD).Defnyddiwyd hwn i werthuso gludedd metelau lled-solet wrth iddynt fynd trwy fisgomedr capilari wedi'i ddylunio ar gyflymder pigiad o 0.075, 0.5 ac 1 m/s.Ymchwiliwyd hefyd i effaith ffracsiwn o solidau metelaidd (fs) o 0.25 i 0.50.Ar gyfer yr hafaliad gludedd cyfraith pŵer a ddefnyddiwyd i ddatblygu'r model Rhugl, nodwyd cydberthynas gref rhwng y paramedrau hyn a'r gludedd canlyniadol.
Mae'r papur hwn yn ymchwilio i effaith paramedrau proses ar gynhyrchu cyfansoddion matrics metel Al-SiC (MMC) mewn proses compostio swp.Roedd y paramedrau proses a astudiwyd yn cynnwys cyflymder troi, amser troi, geometreg troi, safle'r stirrer, tymheredd hylif metelaidd (gludedd).Cynhaliwyd efelychiadau gweledol ar dymheredd ystafell (25±C), efelychiadau cyfrifiadurol a phrofion dilysu ar gyfer cynhyrchu MMC Al-SiC.Mewn efelychiadau gweledol a chyfrifiadurol, defnyddiwyd dŵr a glyserin / dŵr i gynrychioli alwminiwm hylif a lled-solid, yn y drefn honno.Ymchwiliwyd i effeithiau gludedd o 1, 300, 500, 800, a 1000 mPa a chyfraddau troi o 50, 100, 150, 200, 250, a 300 rpm.10 rholyn y darn.Defnyddiwyd % gronynnau SiC wedi'u hatgyfnerthu, yn debyg i'r rhai a ddefnyddir mewn alwminiwm MMK, mewn delweddu a phrofion cyfrifiannol.Cynhaliwyd profion delweddu mewn biceri gwydr clir.Perfformiwyd efelychiadau cyfrifiannol gan ddefnyddio Fluent (rhaglen CFD) a'r pecyn MixSim dewisol.Mae hyn yn cynnwys efelychiad aml-gyfnod axisymmetric 2D sy'n dibynnu ar amser o lwybrau cynhyrchu gan ddefnyddio'r model Eulerian (gronynnog).Mae dibyniaeth amser gwasgaru gronynnau, amser setlo ac uchder vortex ar y geometreg gymysgu a chyflymder cylchdroi'r stirrer wedi'i sefydlu.Ar gyfer trowr gyda rhwyfau °, canfuwyd bod ongl padlo o 60 gradd yn fwy addas i gael gwasgariad unffurf o ronynnau yn gyflym.O ganlyniad i'r profion hyn, canfuwyd, er mwyn cael dosbarthiad unffurf o SiC, mai'r cyflymder troi oedd 150 rpm ar gyfer y system dŵr-SiC a 300 rpm ar gyfer y system glyserol/dŵr-SiC.Canfuwyd bod cynyddu'r gludedd o 1 mPa·s (ar gyfer metel hylifol) i 300 mPa·s (ar gyfer metel lled-solet) wedi cael effaith aruthrol ar amser gwasgariad a dyddodiad SiC.Fodd bynnag, ychydig o effaith a gaiff cynnydd pellach o 300 mPa i 1000 mPa ar yr amser hwn.Roedd rhan sylweddol o'r gwaith hwn yn cynnwys dylunio, adeiladu a dilysu peiriant castio caledu cyflym pwrpasol ar gyfer y dull trin tymheredd uchel hwn.Mae'r peiriant yn cynnwys stirrer gyda phedwar llafnau fflat ar ongl o 60 gradd a crucible mewn siambr ffwrnais gyda gwres gwrthiannol.Mae'r gosodiad yn cynnwys actuator sy'n diffodd y cymysgedd wedi'i brosesu yn gyflym.Defnyddir yr offer hwn ar gyfer cynhyrchu deunyddiau cyfansawdd Al-SiC.Yn gyffredinol, darganfuwyd cytundeb da rhwng delweddu, cyfrifo a chanlyniadau profion arbrofol.
Mae yna lawer o wahanol dechnegau prototeipio cyflym (RP) sydd wedi'u datblygu i'w defnyddio ar raddfa fawr yn bennaf yn y degawd diwethaf.Mae systemau prototeipio cyflym sydd ar gael yn fasnachol heddiw yn defnyddio amrywiaeth o dechnolegau gan ddefnyddio papur, cwyr, resinau halltu golau, polymerau, a phowdrau metel newydd.Roedd y prosiect yn cynnwys dull prototeipio cyflym, Fused Deposition Modeling, a fasnachwyd gyntaf ym 1991. Yn y gwaith hwn, datblygwyd a defnyddiwyd fersiwn newydd o'r system ar gyfer modelu trwy arwyneb gan ddefnyddio cwyr.Mae'r prosiect hwn yn disgrifio dyluniad sylfaenol y system a'r dull dyddodi cwyr.Mae peiriannau FDM yn creu rhannau trwy allwthio deunydd lled-tawdd i lwyfan mewn patrwm a bennwyd ymlaen llaw trwy ffroenellau wedi'u gwresogi.Mae'r ffroenell allwthio wedi'i gosod ar fwrdd XY a reolir gan system gyfrifiadurol.Ar y cyd â rheolaeth awtomatig o'r mecanwaith plunger a lleoliad yr adneuwr, cynhyrchir modelau cywir.Mae haenau unigol o gwyr yn cael eu pentyrru ar ben ei gilydd i greu gwrthrychau 2D a 3D.Mae priodweddau'r cwyr hefyd wedi'u dadansoddi i wneud y gorau o broses gynhyrchu'r modelau.Mae'r rhain yn cynnwys tymheredd trawsnewid cam y cwyr, gludedd y cwyr, a siâp y cwymp cwyr wrth brosesu.
Dros y pum mlynedd diwethaf, mae timau ymchwil yng Nghlwstwr Gwyddoniaeth Is-adran Prifysgol Dinas Dulyn wedi datblygu dwy broses meicro-beiriannu laser a all greu sianeli a voxels gyda datrysiad ar raddfa micron y gellir ei atgynhyrchu.Mae ffocws y gwaith hwn ar ddefnyddio deunyddiau wedi'u teilwra i ynysu biomoleciwlau targed.Mae gwaith rhagarweiniol yn dangos y gellir creu morffolegau newydd o gymysgu capilarïau a sianeli arwyneb i wella galluoedd gwahanu.Bydd y gwaith hwn yn canolbwyntio ar gymhwyso'r offer microbeiriannu sydd ar gael i ddylunio geometregau arwyneb a sianeli a fydd yn darparu gwell gwahaniad a nodweddiad systemau biolegol.Bydd cymhwyso'r systemau hyn yn dilyn y dull labordy-ar-sglodyn at ddibenion bioddiagnostig.Bydd dyfeisiau a wneir gan ddefnyddio'r dechnoleg ddatblygedig hon yn cael eu defnyddio yn labordy microhylifol y prosiect ar sglodyn.Nod y prosiect yw defnyddio dylunio arbrofol, optimeiddio, a thechnegau efelychu i ddarparu perthynas uniongyrchol rhwng paramedrau prosesu laser a nodweddion sianeli micro-a nanoraddfa, a defnyddio'r wybodaeth hon i wella sianeli gwahanu yn y microtechnolegau hyn.Mae allbynnau penodol y gwaith yn cynnwys: dylunio sianel a morffoleg arwyneb i wella gwyddoniaeth gwahanu;camau monolithig pwmpio ac echdynnu mewn sglodion integredig;gwahanu biomoleciwlau targed dethol ac echdynnu ar sglodion integredig.
Cynhyrchu a rheoli graddiannau tymheredd amser a phroffiliau hydredol ar hyd colofnau capilari LC gan ddefnyddio araeau Peltier a thermograffeg isgoch
Mae llwyfan cyswllt uniongyrchol newydd ar gyfer rheoli tymheredd cywir o golofnau capilari wedi'i ddatblygu yn seiliedig ar y defnydd o gelloedd Peltier thermodrydanol a reolir yn unigol a drefnir yn gyfresol.Mae'r platfform yn darparu rheolaeth tymheredd cyflym ar gyfer colofnau capilari a micro LC ac yn caniatáu rhaglennu tymereddau amser a gofodol ar yr un pryd.Mae'r platfform yn gweithredu dros ystod tymheredd o 15 i 200 ° C gyda chyfradd ramp o tua 400 ° C / min ar gyfer pob un o'r 10 cell Peltier wedi'u halinio.Mae'r system wedi'i gwerthuso ar gyfer sawl dull mesur ansafonol sy'n seiliedig ar gapilari, megis cymhwyso graddiannau tymheredd yn uniongyrchol â phroffiliau llinol ac aflinol, gan gynnwys graddiannau tymheredd colofn sefydlog a graddiannau tymheredd amser, graddiannau tymheredd manwl gywir a reolir, capilari monolithig. cyfnodau llonydd, a gwneuthuriad cyfnodau monolithig mewn sianeli microhylifol (ar sglodyn).Gellir defnyddio'r offeryn gyda systemau cromatograffaeth safonol a cholofn.
Canolbwyntio electrohydrodynamig mewn dyfais microhylifol planar dau-ddimensiwn ar gyfer rhag-ganolbwyntio ar ddadansoddiadau bach
Mae'r gwaith hwn yn cynnwys canolbwyntio ar electrohydrodynamig (EHDF) a throsglwyddo ffotonau i helpu i ddatblygu rhag-gyfoethogi ac adnabod rhywogaethau.Mae EHDF yn ddull canolbwyntio ïon-cytbwys sy'n seiliedig ar sefydlu cydbwysedd rhwng grymoedd hydrodynamig a thrydanol, lle mae'r ïonau o ddiddordeb yn dod yn llonydd.Mae'r astudiaeth hon yn cyflwyno dull newydd gan ddefnyddio dyfais microhylifol planar gofod gwastad 2D agored yn lle'r system microsianel confensiynol.Gall dyfeisiau o'r fath gyn-ganolbwyntio llawer iawn o sylweddau ac maent yn gymharol hawdd i'w cynhyrchu.Mae'r astudiaeth hon yn cyflwyno canlyniadau efelychiad sydd newydd ei ddatblygu gan ddefnyddio COMSOL Multiphysics® 3.5a.Cymharwyd canlyniadau'r modelau hyn â chanlyniadau arbrofol i brofi'r geometregau llif a nodwyd ac ardaloedd â chrynodiad uchel.Cymharwyd y model microhylifol rhifiadol datblygedig ag arbrofion a gyhoeddwyd yn flaenorol ac roedd y canlyniadau'n gyson iawn.Yn seiliedig ar yr efelychiadau hyn, ymchwiliwyd i fath newydd o long i ddarparu'r amodau gorau posibl ar gyfer yr EHDF.Roedd canlyniadau arbrofol gan ddefnyddio'r sglodyn yn well na pherfformiad y model.Yn y sglodion microfluidig ffug, gwelwyd modd newydd, o'r enw EGDP ochrol, pan oedd y sylwedd dan sylw yn canolbwyntio'n berpendicwlar i'r foltedd cymhwysol.Oherwydd bod canfod a delweddu yn agweddau allweddol ar systemau cyn-gyfoethogi ac adnabod rhywogaethau o'r fath.Cyflwynir modelau rhifiadol a dilysiad arbrofol o ymlediad golau a dosbarthiad dwyster golau mewn systemau microhylifol dau ddimensiwn.Dilyswyd y model rhifiadol datblygedig o luosogi golau yn llwyddiannus yn arbrofol o ran llwybr golau gwirioneddol trwy'r system ac o ran dosbarthiad dwyster, a roddodd ganlyniadau a allai fod o ddiddordeb ar gyfer optimeiddio systemau ffotopolymereiddio, yn ogystal ag ar gyfer systemau canfod optegol. defnyddio capilarïau..
Yn dibynnu ar y geometreg, gellir defnyddio microstrwythurau mewn telathrebu, microhylifau, microsynwyryddion, warysau data, torri gwydr, a marcio addurniadol.Yn y gwaith hwn, archwiliwyd y berthynas rhwng gosodiadau paramedrau'r system laser Nd:YVO4 a CO2 a maint a morffoleg microstrwythurau.Mae paramedrau'r system laser a astudiwyd yn cynnwys pŵer P, cyfradd ailadrodd pwls PRF, nifer y corbys N a chyfradd sgan U. Mae dimensiynau allbwn mesuredig yn cynnwys diamedrau voxel cyfatebol yn ogystal â lled microsianel, dyfnder a garwedd arwyneb.Datblygwyd system microbeiriannu 3D gan ddefnyddio laser Nd:YVO4 (2.5 W, 1.604 µm, 80 ns) i wneud microstrwythurau y tu mewn i sbesimenau polycarbonad.Mae gan voxels microstrwythurol ddiamedr o 48 i 181 µm.Mae'r system hefyd yn darparu ffocws manwl gywir trwy ddefnyddio amcanion microsgop i greu voxels llai yn yr ystod 5 i 10 µm mewn gwydr soda-calch, silica ymdoddedig a samplau saffir.Defnyddiwyd laser CO2 (1.5 kW, 10.6 µm, hyd pwls lleiaf 26 µs) i greu microsianeli yn y samplau gwydr soda-calch.Roedd siâp trawstoriadol y microsianeli yn amrywio'n fawr rhwng rhigolau v, rhigolau u, a safleoedd abladiad arwynebol.Mae meintiau microsianeli hefyd yn amrywio'n fawr: o 81 i 365 µm o led, o 3 i 379 µm mewn dyfnder, a garwder arwyneb o 2 i 13 µm, yn dibynnu ar y gosodiad.Archwiliwyd meintiau microchannel yn ôl paramedrau prosesu laser gan ddefnyddio methodoleg arwyneb ymateb (RSM) a dyluniad arbrofion (DOE).Defnyddiwyd y canlyniadau a gasglwyd i astudio effaith paramedrau proses ar y gyfradd abladiad cyfeintiol a màs.Yn ogystal, mae model mathemategol proses thermol wedi'i ddatblygu i helpu i ddeall y broses a chaniatáu i dopoleg y sianel gael ei ragweld cyn y gwneuthuriad gwirioneddol.
Mae'r diwydiant mesureg bob amser yn chwilio am ffyrdd newydd o archwilio a digideiddio topograffeg arwyneb yn gywir ac yn gyflym, gan gynnwys cyfrifo paramedrau garwedd arwyneb a chreu cymylau pwynt (setiau o bwyntiau tri dimensiwn yn disgrifio un neu fwy o arwynebau) ar gyfer modelu neu wrthdroi peirianneg.mae systemau'n bodoli, ac mae systemau optegol wedi dod yn fwy poblogaidd dros y degawd diwethaf, ond mae'r rhan fwyaf o broffilwyr optegol yn ddrud i'w prynu a'u cynnal.Yn dibynnu ar y math o system, gall fod yn anodd dylunio proffilwyr optegol hefyd ac efallai na fydd eu breuder yn addas ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau siop neu ffatri.Mae'r prosiect hwn yn ymdrin â datblygu proffiliwr gan ddefnyddio egwyddorion triongli optegol.Mae gan y system ddatblygedig ardal bwrdd sganio o 200 x 120 mm ac ystod mesur fertigol o 5 mm.Mae lleoliad y synhwyrydd laser uwchben yr arwyneb targed hefyd yn addasadwy gan 15 mm.Datblygwyd rhaglen reoli ar gyfer sganio rhannau ac arwynebau a ddewiswyd gan ddefnyddwyr yn awtomatig.Nodweddir y system newydd hon gan gywirdeb dimensiwn.Uchafswm gwall cosin mesuredig y system yw 0.07 °.Mae cywirdeb deinamig y system yn cael ei fesur ar 2 µm yn yr echelin Z (uchder) a thua 10 µm yn yr echelinau X ac Y.Roedd y gymhareb maint rhwng y rhannau wedi'u sganio (darnau arian, sgriwiau, wasieri a lens ffibr yn marw) yn dda.Bydd profion systemau hefyd yn cael eu trafod, gan gynnwys cyfyngiadau proffilio a gwelliannau posibl i'r system.
Nod y prosiect hwn yw datblygu a nodweddu system optegol cyflymder uchel ar-lein newydd ar gyfer archwilio diffygion arwyneb.Mae'r system reoli yn seiliedig ar egwyddor triongli optegol ac mae'n darparu dull di-gyswllt ar gyfer pennu proffil tri dimensiwn arwynebau gwasgaredig.Mae prif gydrannau'r system ddatblygu yn cynnwys laser deuod, camera CCf15 CMOS, a dau fodur servo a reolir gan PC.Mae symudiad sampl, cipio delweddau, a phroffilio arwyneb 3D wedi'u rhaglennu mewn meddalwedd LabView.Gellir hwyluso gwirio'r data a gasglwyd trwy greu rhaglen ar gyfer rendro rhithwir arwyneb 3D wedi'i sganio a chyfrifo'r paramedrau garwedd arwyneb gofynnol.Defnyddir moduron servo i symud y sampl i'r cyfarwyddiadau X ac Y gyda chydraniad o 0.05 µm.Gall y proffiliwr arwyneb di-gyswllt datblygedig berfformio sganio cyflym ac archwilio wyneb cydraniad uchel.Defnyddir y system ddatblygedig yn llwyddiannus i greu proffiliau wyneb 2D awtomatig, proffiliau wyneb 3D a mesuriadau garwedd arwyneb ar wyneb deunyddiau sampl amrywiol.Mae gan yr offer arolygu awtomataidd ardal sganio XY o 12 x 12 mm.Er mwyn nodweddu a graddnodi'r system broffilio ddatblygedig, cymharwyd y proffil arwyneb a fesurwyd gan y system â'r un arwyneb a fesurwyd gan ddefnyddio microsgop optegol, microsgop binocwlar, AFM a Mitutoyo Surftest-402.
Mae'r gofynion ar gyfer ansawdd y cynhyrchion a'r deunyddiau a ddefnyddir ynddynt yn dod yn fwy a mwy heriol.Yr ateb i lawer o broblemau sicrhau ansawdd gweledol (SA) yw defnyddio systemau archwilio wyneb awtomataidd amser real.Mae hyn yn gofyn am ansawdd cynnyrch unffurf gyda mewnbwn uchel.Felly, mae angen systemau sy'n gallu profi deunyddiau ac arwynebau 100% mewn amser real.Er mwyn cyflawni'r nod hwn, mae'r cyfuniad o dechnoleg laser a thechnoleg rheoli cyfrifiadurol yn darparu ateb effeithiol.Yn y gwaith hwn, datblygwyd system sganio laser di-gyswllt cyflym, cost isel a manwl-gywir.Mae'r system yn gallu mesur trwch gwrthrychau solet afloyw gan ddefnyddio'r egwyddor triongli optegol laser.Mae'r system ddatblygedig yn sicrhau cywirdeb ac atgynyrchioldeb mesuriadau ar lefel micromedr.
Nod y prosiect hwn yw dylunio a datblygu system archwilio laser ar gyfer canfod diffygion arwyneb a gwerthuso ei botensial ar gyfer cymwysiadau mewn-lein cyflym.Prif gydrannau'r system ganfod yw modiwl deuod laser fel ffynhonnell goleuo, camera mynediad ar hap CMOS fel uned ganfod, a cham cyfieithu XYZ.Datblygwyd algorithmau ar gyfer dadansoddi data a gafwyd trwy sganio arwynebau sampl amrywiol.Mae'r system reoli yn seiliedig ar yr egwyddor o driongli optegol.Mae'r pelydr laser yn digwydd yn lletraws ar wyneb y sampl.Yna cymerir y gwahaniaeth mewn uchder arwyneb fel symudiad llorweddol y sbot laser dros wyneb y sampl.Mae hyn yn caniatáu i fesuriadau uchder gael eu cymryd gan ddefnyddio'r dull triongli.Mae'r system ganfod ddatblygedig yn cael ei graddnodi gyntaf i gael ffactor trosi a fydd yn adlewyrchu'r berthynas rhwng dadleoli'r pwynt a fesurir gan y synhwyrydd a dadleoliad fertigol yr arwyneb.Cynhaliwyd yr arbrofion ar wahanol arwynebau o'r deunyddiau sampl: pres, alwminiwm a dur di-staen.Mae'r system ddatblygedig yn gallu cynhyrchu map topograffig 3D yn gywir o'r diffygion sy'n digwydd yn ystod gweithrediad.Cyflawnwyd cydraniad gofodol o tua 70 µm a chydraniad dyfnder o 60 µm.Mae perfformiad y system hefyd yn cael ei wirio trwy fesur cywirdeb pellteroedd mesuredig.
Defnyddir systemau sganio laser ffibr cyflym mewn amgylcheddau gweithgynhyrchu diwydiannol awtomataidd i ganfod diffygion arwyneb.Mae dulliau mwy modern ar gyfer canfod diffygion arwyneb yn cynnwys defnyddio ffibrau optegol ar gyfer goleuo a chanfod cydrannau.Mae'r traethawd hir hwn yn cynnwys dylunio a datblygu system optoelectroneg cyflym newydd.Yn y papur hwn, ymchwilir i ddwy ffynhonnell o LEDs, LEDs (deuodau allyrru golau) a deuodau laser.Mae rhes o bum deuod allyrru a phump sy'n derbyn ffotodiod wedi'u lleoli gyferbyn â'i gilydd.Mae'r casgliad data yn cael ei reoli a'i ddadansoddi gan gyfrifiadur personol gan ddefnyddio meddalwedd LabVIEW.Defnyddir y system i fesur dimensiynau diffygion arwyneb megis tyllau (1 mm), tyllau dall (2 mm) a rhiciau mewn amrywiol ddeunyddiau.Mae'r canlyniadau'n dangos, er bod y system wedi'i bwriadu'n bennaf ar gyfer sganio 2D, gall hefyd weithredu fel system ddelweddu 3D gyfyngedig.Dangosodd y system hefyd fod yr holl ddeunyddiau metelaidd a astudiwyd yn gallu adlewyrchu signalau isgoch.Mae dull sydd newydd ei ddatblygu sy'n defnyddio amrywiaeth o ffibrau ar oleddf yn galluogi'r system i gyflawni cydraniad addasadwy gyda chydraniad system uchafswm o tua 100 µm (casglu diamedr ffibr).Defnyddiwyd y system yn llwyddiannus i fesur proffil arwyneb, garwedd arwyneb, trwch ac adlewyrchedd gwahanol ddeunyddiau.Gellir profi alwminiwm, dur di-staen, pres, copr, tuffnol a polycarbonad gyda'r system hon.Manteision y system newydd hon yw canfod cyflymach, cost is, maint llai, cydraniad uwch a hyblygrwydd.
Dylunio, adeiladu a phrofi systemau newydd i integreiddio a defnyddio technolegau synhwyro amgylcheddol newydd.Yn arbennig o addas ar gyfer ceisiadau monitro bacteria ysgarthol
Addasu Strwythur Micro-Nano Paneli Solar PV Silicon i Wella'r Cyflenwad Ynni
Un o'r prif heriau peirianneg sy'n wynebu cymdeithas fyd-eang heddiw yw cyflenwad ynni cynaliadwy.Mae'n bryd i gymdeithas ddechrau dibynnu'n helaeth ar ffynonellau ynni adnewyddadwy.Mae'r haul yn darparu ynni am ddim i'r ddaear, ond mae gan ddulliau modern o ddefnyddio'r ynni hwn ar ffurf trydan rai cyfyngiadau.Yn achos celloedd ffotofoltäig, y brif broblem yw effeithlonrwydd annigonol casglu ynni'r haul.Defnyddir microbeiriannu laser yn gyffredin i greu rhyng-gysylltiadau rhwng haenau gweithredol ffotofoltäig megis swbstradau gwydr, silicon hydrogenedig, a haenau ocsid sinc.Mae'n hysbys hefyd y gellir cael mwy o ynni trwy gynyddu arwynebedd arwyneb cell solar, er enghraifft trwy ficro-beiriannu.Dangoswyd bod manylion proffil wyneb nanoscale yn effeithio ar effeithlonrwydd amsugno ynni celloedd solar.Pwrpas y papur hwn yw ymchwilio i fanteision addasu strwythurau celloedd solar micro-, nano- a mesoscale i ddarparu pŵer uwch.Bydd amrywio paramedrau technolegol microstrwythurau a nanostrwythurau o'r fath yn ei gwneud hi'n bosibl astudio eu dylanwad ar dopoleg yr wyneb.Bydd celloedd yn cael eu profi am yr egni y maent yn ei gynhyrchu pan fyddant yn agored i lefelau o olau electromagnetig a reolir yn arbrofol.Bydd perthynas uniongyrchol yn cael ei sefydlu rhwng effeithlonrwydd celloedd a gwead arwyneb.
Mae Metal Matrix Composites (MMCs) yn prysur ddod yn ymgeiswyr blaenllaw ar gyfer rôl deunyddiau strwythurol mewn peirianneg ac electroneg.Alwminiwm (Al) a chopr (Cu) wedi'i atgyfnerthu â SiC oherwydd eu priodweddau thermol rhagorol (ee cyfernod ehangu thermol isel (CTE), dargludedd thermol uchel) a gwell eiddo mecanyddol (ee cryfder penodol uwch, perfformiad gwell).Fe'i defnyddir yn eang mewn amrywiol ddiwydiannau ar gyfer ymwrthedd gwisgo a modwlws penodol.Yn ddiweddar, mae'r MMCs ceramig uchel hyn wedi dod yn duedd arall ar gyfer cymwysiadau rheoli tymheredd mewn pecynnau electronig.Yn nodweddiadol, mewn pecynnau dyfeisiau pŵer, defnyddir alwminiwm (Al) neu gopr (Cu) fel heatsink neu blât sylfaen i gysylltu â'r swbstrad ceramig sy'n cario'r sglodion a'r strwythurau pin cysylltiedig.Mae'r gwahaniaeth mawr mewn cyfernod ehangu thermol (CTE) rhwng ceramig ac alwminiwm neu gopr yn anfanteisiol oherwydd ei fod yn lleihau dibynadwyedd y pecyn a hefyd yn cyfyngu ar faint y swbstrad ceramig y gellir ei gysylltu â'r swbstrad.
O ystyried y diffyg hwn, mae bellach yn bosibl datblygu, ymchwilio a nodweddu deunyddiau newydd sy'n bodloni'r gofynion hyn ar gyfer deunyddiau wedi'u gwella'n thermol.Gyda gwell dargludedd thermol a chyfernod eiddo ehangu thermol (CTE), mae MMC CuSiC ac AlSiC bellach yn atebion hyfyw ar gyfer pecynnu electroneg.Bydd y gwaith hwn yn gwerthuso priodweddau thermoffisegol unigryw'r MMCs hyn a'u cymwysiadau posibl ar gyfer rheolaeth thermol pecynnau electronig.
Mae cwmnïau olew yn profi cyrydiad sylweddol ym mharth weldio systemau diwydiant olew a nwy wedi'u gwneud o ddur carbon ac aloi isel.Mewn amgylcheddau sy'n cynnwys CO2, mae difrod cyrydiad fel arfer yn cael ei briodoli i wahaniaethau yng nghryfder ffilmiau cyrydiad amddiffynnol a adneuwyd ar wahanol ficrostrwythurau dur carbon.Mae cyrydiad lleol yn y metel weldio (WM) a'r parth yr effeithir arno gan wres (HAZ) yn bennaf oherwydd effeithiau galfanig oherwydd gwahaniaethau mewn cyfansoddiad aloi a microstrwythur.Ymchwiliwyd i nodweddion microstrwythurol metel sylfaen (PM), WM, a HAZ i ddeall effaith microstrwythur ar ymddygiad cyrydiad cymalau weldio dur ysgafn.Cynhaliwyd profion cyrydiad mewn hydoddiant NaCl 3.5% wedi'i ddirlawn â CO2 o dan amodau deocsigenedig ar dymheredd ystafell (20±2°C) a pH 4.0±0.3.Cyflawnwyd nodweddu ymddygiad cyrydiad gan ddefnyddio dulliau electrocemegol ar gyfer pennu potensial cylched agored, sganio potentiodynamig a gwrthiant polareiddio llinol, yn ogystal â nodweddu metallograffig cyffredinol gan ddefnyddio microsgopeg optegol.Y prif gyfnodau morffolegol a ganfyddir yw ferrit acicular, austenit a gedwir, a strwythur martensitig-bainitig yn WM.Maent yn llai cyffredin mewn HAZ.Canfuwyd ymddygiad electrocemegol a chyfraddau cyrydiad sylweddol wahanol yn PM, VM a HAZ.
Nod y gwaith a gwmpesir gan y prosiect hwn yw gwella effeithlonrwydd trydanol pympiau tanddwr.Mae’r galwadau ar y diwydiant pwmpio i symud i’r cyfeiriad hwn wedi cynyddu’n ddiweddar gyda chyflwyniad deddfwriaeth newydd yr UE sy’n ei gwneud yn ofynnol i’r diwydiant cyfan gyflawni lefelau newydd ac uwch o effeithlonrwydd.Mae'r papur hwn yn dadansoddi'r defnydd o siaced oeri i oeri'r ardal solenoid pwmp ac yn cynnig gwelliannau dylunio.Yn benodol, nodweddir y llif hylif a'r trosglwyddiad gwres yn siacedi oeri pympiau gweithredu.Bydd gwelliannau mewn dyluniad siaced yn darparu trosglwyddiad gwres gwell i'r ardal modur pwmp gan arwain at well effeithlonrwydd pwmp tra'n lleihau llusgo ysgogedig.Ar gyfer y gwaith hwn, ychwanegwyd system prawf pwmp sych wedi'i osod ar bydew at y tanc prawf 250 m3 presennol.Mae hyn yn caniatáu olrhain camera cyflym o'r maes llif a delwedd thermol o'r casin pwmp.Mae'r maes llif a ddilysir gan ddadansoddiad CFD yn caniatáu arbrofi, profi a chymharu dyluniadau amgen i gadw tymereddau gweithredu mor isel â phosibl.Roedd dyluniad gwreiddiol y pwmp polyn M60-4 yn gwrthsefyll tymheredd casio pwmp allanol uchaf o 45 ° C ac uchafswm tymheredd stator o 90 ° C.Mae dadansoddiad o ddyluniadau model amrywiol yn dangos pa ddyluniadau sydd fwyaf defnyddiol ar gyfer systemau mwy effeithlon a pha rai na ddylid eu defnyddio.Yn benodol, nid oes gan ddyluniad y coil oeri integredig unrhyw welliant dros y dyluniad gwreiddiol.Gostyngodd cynyddu nifer y llafnau impeller o bedwar i wyth y tymheredd gweithredu a fesurwyd yn y casin saith gradd Celsius.
Mae'r cyfuniad o ddwysedd pŵer uchel a llai o amser datguddio mewn prosesu metel yn arwain at newid yn y microstrwythur arwyneb.Mae cael y cyfuniad gorau posibl o baramedrau proses laser a chyfradd oeri yn hanfodol i newid y strwythur grawn a gwella'r priodweddau triolegol ar wyneb y deunydd.Prif nod yr astudiaeth hon oedd ymchwilio i effaith prosesu laser pwls cyflym ar briodweddau triolegol bioddeunyddiau metelaidd sydd ar gael yn fasnachol.Mae'r gwaith hwn wedi'i neilltuo i addasu arwyneb laser o ddur di-staen AISI 316L a Ti-6Al-4V.Defnyddiwyd laser CO2 pwls 1.5 kW i astudio dylanwad paramedrau prosesau laser amrywiol a'r microstrwythur a morffoleg arwyneb sy'n deillio o hynny.Gan ddefnyddio sampl silindrog wedi'i gylchdroi yn berpendicwlar i'r cyfeiriad ymbelydredd laser, roedd dwyster ymbelydredd laser, amser amlygiad, dwysedd fflwcs ynni, a lled pwls yn amrywio.Perfformiwyd nodweddu gan ddefnyddio SEM, EDX, mesuriadau garwedd nodwydd a dadansoddiad XRD.Gweithredwyd model rhagfynegi tymheredd arwyneb hefyd i osod paramedrau cychwynnol y broses arbrofol.Yna cynhaliwyd mapio prosesau i bennu nifer o baramedrau penodol ar gyfer trin wyneb y dur tawdd â laser.Mae cydberthynas gref rhwng goleuo, amser datguddio, dyfnder prosesu a garwder y sampl wedi'i brosesu.Roedd mwy o ddyfnder a garwder o newidiadau microstrwythurol yn gysylltiedig â lefelau amlygiad uwch ac amseroedd datguddio.Trwy ddadansoddi garwedd a dyfnder yr ardal sydd wedi'i thrin, defnyddir modelau rhuglder ynni a thymheredd arwyneb i ragfynegi faint o doddi a fydd yn digwydd ar yr wyneb.Wrth i amser rhyngweithio'r pelydr laser gynyddu, mae garwedd wyneb y dur yn cynyddu ar gyfer lefelau egni pwls amrywiol a astudiwyd.Er y gwelwyd bod strwythur yr arwyneb yn cadw aliniad arferol y crisialau, gwelwyd newidiadau mewn cyfeiriadedd grawn yn yr ardaloedd a gafodd eu trin â laser.
Dadansoddi a nodweddu ymddygiad straen meinwe a'i oblygiadau ar gyfer dylunio sgaffaldau
Yn y prosiect hwn, datblygwyd sawl geometreg sgaffald gwahanol a pherfformiwyd dadansoddiad elfennau meidraidd i ddeall priodweddau mecanyddol y strwythur esgyrn, eu rôl yn natblygiad meinwe, a'r dosbarthiad mwyaf posibl o straen a straen yn y sgaffald.Casglwyd sganiau tomograffeg gyfrifiadurol (CT) o samplau esgyrn trabeciwlar yn ogystal â strwythurau sgaffald a ddyluniwyd gyda CAD.Mae'r dyluniadau hyn yn eich galluogi i greu a phrofi prototeipiau, yn ogystal â pherfformio FEM o'r dyluniadau hyn.Perfformiwyd mesuriadau mecanyddol o ficro-ffurfiannau ar sgaffaldiau ffug a sbesimenau trabeciwlar o asgwrn pen y femoral a chymharwyd y canlyniadau hyn â'r rhai a gafwyd gan y FEA ar gyfer yr un strwythurau.Credir bod priodweddau mecanyddol yn dibynnu ar y siâp mandwll a ddyluniwyd (strwythur), maint y mandwll (120, 340 a 600 µm) ac amodau llwytho (gyda neu heb flociau llwytho).Ymchwiliwyd i newidiadau yn y paramedrau hyn ar gyfer fframweithiau mandyllog o 8 mm3, 22.7 mm3 a 1000 mm3 er mwyn astudio'n gynhwysfawr eu heffaith ar ddosbarthiad straen.Mae canlyniadau arbrofion ac efelychiadau yn dangos bod dyluniad geometrig y strwythur yn chwarae rhan bwysig yn y dosbarthiad straen, ac yn tynnu sylw at botensial mawr dyluniad y fframwaith i wella adfywiad esgyrn.Yn gyffredinol, mae maint mandwll yn bwysicach na lefel mandylledd wrth bennu'r lefel straen uchaf yn gyffredinol.Fodd bynnag, mae lefel y mandylledd hefyd yn bwysig wrth bennu osteoconductivity strwythurau sgaffald.Wrth i'r lefel mandylledd gynyddu o 30% i 70%, mae'r gwerth straen uchaf yn cynyddu'n sylweddol ar gyfer yr un maint pore.
Mae maint mandwll y sgaffald hefyd yn bwysig i'r dull saernïo.Mae gan bob dull modern o brototeipio cyflym gyfyngiadau penodol.Er bod gwneuthuriad confensiynol yn fwy amlbwrpas, mae dyluniadau mwy cymhleth a llai yn aml yn amhosibl eu gwneud.Ar hyn o bryd nid yw'r rhan fwyaf o'r technolegau hyn mewn enw yn gallu cynhyrchu mandyllau llai na 500 µm yn gynaliadwy.Felly, mae'r canlyniadau gyda maint mandwll o 600 µm yn y gwaith hwn yn fwyaf perthnasol i alluoedd cynhyrchu technolegau gweithgynhyrchu cyflym cyfredol.Y strwythur hecsagonol a gyflwynir, er ei fod yn cael ei ystyried mewn un cyfeiriad yn unig, fyddai'r strwythur mwyaf anisotropig o'i gymharu â'r strwythurau sy'n seiliedig ar y ciwb a'r triongl.Mae strwythurau ciwbig a thrionglog yn gymharol isotropig o'u cymharu â strwythurau hecsagonol.Mae anisotropi yn bwysig wrth ystyried osteoconductivity y sgaffald a ddyluniwyd.Mae dosbarthiad straen a lleoliad agorfa yn effeithio ar y broses ailfodelu, a gall amodau llwytho gwahanol newid y gwerth straen uchaf a'i leoliad.Dylai'r prif gyfeiriad llwytho hyrwyddo maint a dosbarthiad mandwll i ganiatáu i gelloedd dyfu'n fandyllau mwy a darparu maetholion a deunyddiau adeiladu.Casgliad diddorol arall o'r gwaith hwn, trwy archwilio dosbarthiad straen yn y trawstoriad o'r pileri, yw bod gwerthoedd straen uwch yn cael eu cofnodi ar wyneb y pileri o'i gymharu â'r canol.Yn y gwaith hwn, dangoswyd bod maint y mandwll, lefel mandylledd, a dull llwytho yn perthyn yn agos i'r lefelau straen a brofir yn y strwythur.Mae'r canfyddiadau hyn yn dangos y posibilrwydd o greu strwythurau strut lle gall lefelau straen ar wyneb y rhedyn amrywio'n fwy, a all hybu ymlyniad a thwf celloedd.
Mae sgaffaldiau cyfnewid asgwrn synthetig yn cynnig y cyfle i deilwra eiddo yn unigol, goresgyn argaeledd cyfyngedig rhoddwyr, a gwella osseointegreiddiad.Nod peirianneg esgyrn yw mynd i'r afael â'r materion hyn trwy ddarparu impiadau o ansawdd uchel y gellir eu cyflenwi mewn symiau mawr.Yn y cymwysiadau hyn, mae geometreg sgaffaldiau mewnol ac allanol o bwysigrwydd mawr, gan eu bod yn cael effaith sylweddol ar briodweddau mecanyddol, athreiddedd, ac amlhau celloedd.Mae technoleg prototeipio cyflym yn caniatáu defnyddio deunyddiau ansafonol gyda geometreg benodol ac wedi'i optimeiddio, wedi'u gweithgynhyrchu'n fanwl iawn.Mae’r papur hwn yn archwilio gallu technegau argraffu 3D i wneud geometregau cymhleth o sgaffaldiau ysgerbydol gan ddefnyddio deunyddiau calsiwm ffosffad biocompatible.Mae astudiaethau rhagarweiniol o'r deunydd perchnogol yn dangos y gellir cyflawni'r ymddygiad mecanyddol cyfeiriadol a ragwelir.Dangosodd mesuriadau gwirioneddol o briodweddau mecanyddol cyfeiriadol y samplau ffug yr un tueddiadau â chanlyniadau dadansoddiad elfennau meidraidd (FEM).Mae'r gwaith hwn hefyd yn dangos dichonoldeb argraffu 3D i wneud sgaffaldiau geometreg peirianneg meinwe o sment calsiwm ffosffad biogydnaws.Gwnaethpwyd y fframweithiau trwy argraffu gyda hydoddiant dyfrllyd o hydrogen ffosffad disodium ar haen powdwr sy'n cynnwys cymysgedd homogenaidd o galsiwm hydrogen ffosffad a chalsiwm hydrocsid.Mae'r adwaith dyddodiad cemegol gwlyb yn digwydd yng ngwely powdr yr argraffydd 3D.Gwnaed samplau solet i fesur priodweddau mecanyddol cywasgiad cyfeintiol y sment calsiwm ffosffad a weithgynhyrchwyd (CPC).Roedd gan y rhannau a gynhyrchwyd felly fodwlws elastigedd cyfartalog o 3.59 MPa a chryfder cywasgol cyfartalog o 0.147 MPa.Mae sintering yn arwain at gynnydd sylweddol mewn eiddo cywasgu (E = 9.15 MPa, σt = 0.483 MPa), ond yn lleihau arwynebedd arwyneb penodol y deunydd.O ganlyniad i sintering, mae sment calsiwm ffosffad yn dadelfennu i ffosffad β-tricalsiwm (β-TCP) a hydroxyapatite (HA), sy'n cael ei gadarnhau gan ddata dadansoddiad thermol thermogravimetrig a gwahaniaethol (TGA/DTA) a dadansoddiad diffreithiant pelydr-X ( XRD).nid yw eiddo'n ddigonol ar gyfer mewnblaniadau llwythog iawn, lle mae'r cryfder gofynnol rhwng 1.5 a 150 MPa, ac mae'r anhyblygedd cywasgol yn fwy na 10 MPa.Fodd bynnag, gall ôl-brosesu pellach, megis ymdreiddiad â pholymerau bioddiraddadwy, wneud y strwythurau hyn yn addas ar gyfer ceisiadau stent.
Amcan: Mae ymchwil mewn mecaneg pridd wedi dangos bod dirgryniadau a roddir ar agregau yn arwain at aliniad gronynnau mwy effeithlon a gostyngiad yn yr ynni sydd ei angen i weithredu ar yr agregau.Ein nod oedd datblygu dull ar gyfer effaith dirgryniad ar y broses trawiad esgyrn a gwerthuso ei effaith ar briodweddau mecanyddol impiadau yr effeithiwyd arnynt.
Cam 1: Melino 80 pen o ffemwr buchol gan ddefnyddio melin esgyrn Noviomagus.Yna cafodd yr impiadau eu golchi gan ddefnyddio system golchi hallt pwls ar hambwrdd rhidyll.Datblygwyd dyfais effaith fibro, gyda dau fodur 15 V DC gyda phwysau ecsentrig wedi'u gosod y tu mewn i silindr metel.Taflwch bwysau arno o uchder penodol 72 gwaith i atgynhyrchu'r broses o daro asgwrn.Profwyd yr ystod amledd dirgryniad a fesurwyd gyda chyflymromedr wedi'i osod yn y siambr dirgryniad.Yna cafodd pob prawf cneifio ei ailadrodd ar bedwar llwyth arferol gwahanol i gael cyfres o gromliniau straen-straen.Adeiladwyd amlenni methiant Mohr-Coulomb ar gyfer pob prawf, y deilliodd cryfder cneifio a gwerthoedd blocio ohonynt.
Cam 2: Ailadroddwch yr arbrawf trwy ychwanegu gwaed i atgynhyrchu'r amgylchedd cyfoethog a geir mewn lleoliadau llawfeddygol.
Cam 1: Roedd grafftiau gyda mwy o ddirgryniad ar bob amlder dirgryniad yn dangos cryfder cneifio uwch o gymharu ag effaith heb ddirgryniad.Dirgryniad ar 60 Hz gafodd yr effaith fwyaf ac roedd yn arwyddocaol.
Cam 2: Roedd impio gydag effaith ddirgrynol ychwanegol mewn agregau dirlawn yn dangos cryfder cneifio is ar gyfer yr holl lwythi cywasgol arferol nag effaith heb ddirgryniad.
Casgliad: Mae egwyddorion peirianneg sifil yn berthnasol i fewnblannu asgwrn wedi'i fewnblannu.Mewn agregau sych, gall ychwanegu dirgryniad wella priodweddau mecanyddol y gronynnau effaith.Yn ein system, yr amledd dirgryniad gorau posibl yw 60 Hz.Mewn agregau dirlawn, mae cynnydd mewn dirgryniad yn effeithio'n andwyol ar gryfder cneifio'r agreg.Gellir esbonio hyn gan y broses hylifedd.
Bwriad y gwaith hwn oedd dylunio, adeiladu a phrofi system all amharu ar y pynciau sy’n sefyll arni er mwyn asesu eu gallu i ymateb i’r newidiadau hyn.Gellir gwneud hyn trwy ogwyddo'n gyflym yr arwyneb y mae'r person yn sefyll arno ac yna ei ddychwelyd i safle llorweddol.O hyn gellir penderfynu a oedd y testunau yn gallu cynnal cyflwr o gydbwysedd a pha mor hir a gymerodd iddynt adfer y cyflwr cydbwysedd hwn.Bydd y cyflwr hwn o gydbwysedd yn cael ei bennu trwy fesur dylanwad osgo y gwrthrych.Mesurwyd eu dylanwad osgo naturiol gyda phanel proffil pwysedd traed i benderfynu faint oedd y dylanwad yn ystod y prawf.Mae'r system hefyd wedi'i chynllunio i fod yn fwy hyblyg a fforddiadwy nag sydd ar gael yn fasnachol ar hyn o bryd oherwydd, er bod y peiriannau hyn yn bwysig ar gyfer ymchwil, nid ydynt yn cael eu defnyddio'n eang ar hyn o bryd oherwydd eu cost uchel.Mae'r system sydd newydd ei datblygu a gyflwynir yn yr erthygl hon wedi'i defnyddio i symud gwrthrychau prawf sy'n pwyso hyd at 100 kg.
Yn y gwaith hwn, cynlluniwyd chwe arbrawf labordy mewn peirianneg a'r gwyddorau ffisegol i wella'r broses ddysgu i fyfyrwyr.Cyflawnir hyn trwy osod a chreu offerynnau rhithwir ar gyfer yr arbrofion hyn.Mae'r defnydd o offerynnau rhithwir yn cael ei gymharu'n uniongyrchol â dulliau addysgu labordy traddodiadol, a thrafodir y sail ar gyfer datblygu'r ddau ddull.Mae gwaith blaenorol yn defnyddio dysgu gyda chymorth cyfrifiadur (CBL) mewn prosiectau tebyg sy’n ymwneud â’r gwaith hwn wedi’i ddefnyddio i werthuso rhai o fanteision rhith-offerynnau, yn enwedig y rheini sy’n ymwneud â mwy o ddiddordeb gan fyfyrwyr, cadw cof, darllen a deall, ac yn y pen draw adroddiadau labordy..buddion cysylltiedig.Mae'r arbrawf rhithwir a drafodir yn yr astudiaeth hon yn fersiwn ddiwygiedig o'r arbrawf arddull traddodiadol ac felly'n darparu cymhariaeth uniongyrchol o'r dechneg CBL newydd â'r labordy arddull traddodiadol.Nid oes gwahaniaeth cysyniadol rhwng y ddwy fersiwn o'r arbrawf, yr unig wahaniaeth yw'r ffordd y caiff ei gyflwyno.Aseswyd effeithiolrwydd y dulliau CBL hyn trwy arsylwi perfformiad myfyrwyr yn defnyddio'r offeryn rhithwir o gymharu â myfyrwyr eraill yn yr un dosbarth yn perfformio'r modd arbrofol traddodiadol.Asesir pob myfyriwr trwy gyflwyno adroddiadau, cwestiynau amlddewis yn ymwneud â'u harbrofion a'u holiaduron.Cymharwyd canlyniadau'r astudiaeth hon hefyd ag astudiaethau cysylltiedig eraill ym maes CBL.
Amser post: Chwefror-19-2023