D'Zil vun dëser Aarbecht ass en automatiséierte Laserveraarbechtungsprozess mat héijer Dimensiounsgenauegkeet a virbestëmmten Prozesskäschten z'entwéckelen.Dës Aarbecht beinhalt d'Analyse vu Gréisst a Käschteprediktiounsmodeller fir Laserfabrikatioun vun internen Nd: YVO4 Mikrokanälen an PMMA an intern Laserveraarbechtung vu Polycarbonat fir d'Fabrikatioun vu Mikrofluidgeräter.Fir dës Projetziler z'erreechen, hunn ANN an DoE d'Gréisst an d'Käschte vun CO2 an Nd:YVO4 Lasersystemer verglach.Eng komplett Ëmsetzung vu Feedback Kontroll mat submikron Genauegkeet vun linear Positionéierung mat Feedback vum Encoder gëtt ëmgesat.Besonnesch d'Automatisatioun vun der Laserstrahlung an der Probepositionéierung gëtt duerch FPGA kontrolléiert.Déifgräifend Kenntnisser vun den Nd: YVO4 Systembetriebsprozeduren a Software hunn erlaabt datt d'Kontrolleenheet duerch e Compact-Rio Programmable Automation Controller (PAC) ersat gouf, deen am High Resolution Feedback 3D Positioning Schrëtt vun LabVIEW Code Control Submicron Encoders erreecht gouf. .Voll Automatiséierung vun dësem Prozess am LabVIEW Code ass an der Entwécklung.Aktuell an zukünfteg Aarbecht enthält Miessunge vun der Dimensiounsgenauegkeet, Präzisioun a Reproduzibilitéit vun Designsystemer, a verbonne Optimiséierung vun der Mikrokanalgeometrie fir Mikrofluid- a Laborapparat-op-e-Chip Fabrikatioun fir chemesch / analytesch Uwendungen an Trennungswëssenschaft.
Vill Uwendunge vu geformte semi-hard Metal (SSM) Deeler erfuerderen exzellent mechanesch Eegeschaften.Aussergewéinlech mechanesch Eegeschafte wéi Verschleißbeständegkeet, héich Kraaft a Steifheit hänke vun de Mikrostrukturfeatures of, déi vun der ultrafeiner Kärgréisst erstallt ginn.Dës Kärgréisst hänkt normalerweis vun der optimaler Veraarbechtbarkeet vum SSM of.Wéi och ëmmer, SSM Castings enthalen dacks Reschtporositéit, wat extrem schiedlech ass fir d'Leeschtung.An dëser Aarbecht ginn déi wichteg Prozesser fir semi-haart Metaller ze molen fir méi héich Qualitéitsdeeler ze kréien exploréiert.Dës Deeler sollen reduzéierter Porositéit a verbesserte mikrostrukturelle Charakteristiken hunn, dorënner ultra-fein Korngréisst an eenheetlech Verdeelung vun härten Ausfällen an Legierungsmikroelement Zesummesetzung.Besonnesch den Afloss vun der Zäit-Temperatur-Virbehandlungsmethod op d'Entwécklung vun der gewënschter Mikrostruktur gëtt analyséiert.Eegeschaften, déi aus der Verbesserung vun der Mass entstinn, wéi d'Erhéijung vun der Kraaft, der Härtheet an der Steifheit, ginn ënnersicht.
Dës Aarbecht ass eng Studie vun der Lasermodifikatioun vun der Uewerfläch vum H13 Toolstahl mat engem gepulste Laserveraarbechtungsmodus.Den initialen experimentellen Duerchmusterungsplang, deen duerchgefouert gouf, huet zu engem méi optimiséierten detailléierte Plang gefouert.E Kuelendioxid (CO2) Laser mat enger Wellelängt vun 10,6 µm gëtt benotzt.Am experimentellen Plang vun der Studie goufen Laserflecken vun dräi verschiddene Gréissten benotzt: 0,4, 0,2 an 0,09 mm Duerchmiesser.Aner kontrolléierbar Parameteren sinn Laser Peak Power, Puls Wiederholungsquote an Puls Iwwerlappung.Argongas bei engem Drock vun 0,1 MPa hëlleft permanent Laser Veraarbechtung.Probe H13 gouf rau a chemesch geätzt virun der Veraarbechtung fir d'Uewerflächenabsorptivitéit bei der CO2 Laser Wellelängt ze erhéijen.Laser-behandelt Echantillon sech fir metallographic Studien virbereet an hir kierperlech a mechanesch Eegeschafte sech charakteriséiert.Metallographesch Studien an Analysen vun der chemescher Zesummesetzung goufen duerch Scannenelektronenmikroskopie a Kombinatioun mat Energie dispersiv Röntgenspektrometrie gemaach.Kristallinitéit a Phaserkennung vun der modifizéierter Uewerfläch gouf mat engem XRD System mat Cu Kα Stralung an enger Wellelängt vun 1,54 Å gemaach.Den Uewerflächeprofil gëtt mat engem Stylusprofiléierungssystem gemooss.D'Härheetseigenschaften vun de modifizéierten Flächen goufen duerch Vickers Diamant Mikroindentatioun gemooss.Den Afloss vun der Uewerflächenrauheet op d'Müdegkeetseigenschaften vun de modifizéierten Flächen gouf mat engem speziell fabrizéierten thermesche Müdegkeetssystem studéiert.Et gouf beobachtet datt et méiglech ass modifizéiert Uewerflächekorn mat ultrafine Gréissten vu manner wéi 500 nm ze kréien.Verbessert Uewerfläch Déift am Beräich vun 35 bis 150 µm war op Laser behandelt H13 Echantillon erreecht.D'Kristallinitéit vun der modifizéierter H13 Uewerfläch gëtt wesentlech reduzéiert, wat mat enger zoufälleger Verdeelung vu Kristalliten no der Laserbehandlung assoziéiert ass.Déi minimal korrigéiert duerchschnëttlech Uewerflächrauheet vum H13 Ra ass 1,9 µm.Eng aner wichteg Entdeckung ass datt d'Härheet vun der modifizéierter H13 Uewerfläch tëscht 728 an 905 HV0.1 bei verschiddene Laser-Astellunge läit.Eng Relatioun tëscht thermesch Simulatioun Resultater (Heizung a kille Tariffer) an hardness Resultater gouf etabléiert fir den Effet vun Laser Parameteren weider ze verstoen.Dës Resultater si wichteg fir d'Entwécklung vun Uewerflächehärtemethoden fir d'Verschleißbeständegkeet an d'Hëtztschutzbeschichtungen ze verbesseren.
Parametresch Impakteigenschaften vu festen Sportsbäll fir typesch Käre fir GAA Sliotar z'entwéckelen
D'Haaptziel vun dëser Etude ass d'dynamesch Verhalen vum Sliotar Kär op Impakt ze charakteriséieren.D'viscoelastic Charakteristiken vun de Ball sech fir eng Rei vun Impakt Vitesse gesuergt.Modern Polymer Kugelen si sensibel fir Belaaschtungsquote, wärend traditionell Multi-Komponent Kugelen Belaaschtungsofhängeg sinn.Déi net-linear viskoelastesch Äntwert gëtt duerch zwee Steifheitswäerter definéiert: initial Steifheit a Bulk Steifheit.Traditionell Bäll sinn 2,5 Mol méi steif wéi modern Bäll, ofhängeg vun der Geschwindegkeet.De méi schnelle Taux vun der Steifheit vun konventionelle Bäll féiert zu enger méi net-linearer COR versus Geschwindegkeet am Verglach mat modernen Bäll.Déi dynamesch Steifheitsresultater weisen limitéiert Uwendung vu quasi-stateschen Tester a Fréijoerstheoriegleichungen.Eng Analyse vum Verhalen vun der sphärescher Deformatioun weist datt d'Verschiebung vum Schwéierpunkt an d'diametresch Kompressioun net konsequent fir all Typ vu Kugel sinn.Duerch extensiv Prototyping Experimenter, den Effet vun Fabrikatioun Konditiounen op Ball Leeschtung war ënnersicht.D'Produktiounsparameter vun Temperatur, Drock a Material Zesummesetzung variéiert eng Rei vu Bäll ze produzéieren.D'Härheet vum Polymer beaflosst d'Steifheet awer net d'Energievergëftung, d'Erhéijung vun der Steifheit erhéicht d'Steifheit vum Ball.Nukleéierend Zousatzstoffer beaflossen d'Reaktivitéit vum Ball, eng Erhéijung vun der Quantitéit vun Zousatzstoffer féiert zu enger Ofsenkung vun der Reaktivitéit vum Ball, awer dësen Effekt ass sensibel fir de Polymergrad.Numeresch Analyse gouf mat dräi mathematesch Modeller gesuergt fir d'Äntwert vum Ball op Impakt ze simuléieren.Den éischte Modell huet bewisen d'Behuele vum Ball nëmmen a limitéierter Mooss ze reproduzéieren, obwuel et virdru erfollegräich op aner Bäll benotzt gouf.Déi zweet Modell huet eng raisonnabel Representatioun vun Ball Impakt Äntwert gewisen, datt allgemeng fir all Ball Zorte getest applicabel war, mä d'Kraaft-Verschiebung Äntwert Prediction Richtegkeet war net esou héich wéi fir grouss-Skala Ëmsetzung néideg wier.Den drëtte Modell huet däitlech besser Genauegkeet gewisen beim Simulatioun vun der Ballreaktioun.D'Kraaftwäerter generéiert vum Modell fir dëse Modell sinn 95% konsequent mat den experimentellen Daten.
Dës Aarbecht huet zwee Haaptziler erreecht.Een ass den Design an d'Fabrikatioun vun engem Héichtemperatur-Kapillärviskosimeter, an déi zweet ass semi-fest Metal Flow Simulatioun fir beim Design ze hëllefen an Daten fir Vergläichszwecker ze liwweren.En Héichtemperatur-Kapillär-Viskosimeter gouf gebaut a fir initial Tester benotzt.Den Apparat gëtt benotzt fir d'Viskositéit vun hallefhärte Metaller ënner Bedéngungen vun héijen Temperaturen a Scherraten ähnlech wéi déi an der Industrie ze moossen.De Kapillärviskosimeter ass en eenzege Punktsystem deen d'Viskositéit berechent andeems de Flow an den Drockfall iwwer d'Kapillar gemooss gëtt, well d'Viskositéit direkt proportional zum Drockfall an ëmgedréint proportional zum Flow ass.Design Critèren enthalen Ufuerderunge fir gutt kontrolléiert Temperaturen bis zu 800ºC, Injektiounsscherraten iwwer 10.000 s-1, a kontrolléiert Injektiounsprofile.En zweedimensionalen zwee-Phase theoreteschen Zäit-ofhängege Modell gouf mat der FLUENT Software fir computational Fluid Dynamik (CFD) entwéckelt.Dëst gouf benotzt fir d'Viskositéit vu semi-feste Metaller ze evaluéieren wéi se duerch en designéierte Kapillärviskosimeter bei Injektiounsvitessen vun 0,075, 0,5 an 1 m / s passéieren.Den Effekt vun enger Fraktioun vu metallesche Feststoffer (fs) vun 0,25 bis 0,50 gouf och ënnersicht.Fir d'Muechtgesetz Viskositéitgleichung benotzt fir de Fluent Modell z'entwéckelen, gouf eng staark Korrelatioun tëscht dëse Parameteren an der resultéierender Viskositéit bemierkt.
Dëse Pabeier ënnersicht den Effet vun Prozess Parameteren op d'Produktioun vun Al-SiC Metal Matrixentgasung Composites (MMC) an engem batch composting Prozess.Prozessparameter studéiert abegraff Rührgeschwindegkeet, Rührerzäit, Rührgeometrie, Rührerpositioun, metallesch Flëssegkeetstemperatur (Viskositéit).Visuell Simulatioune goufen bei Raumtemperatur (25 ± C), Computersimulatiounen a Verifizéierungstester fir d'Produktioun vu MMC Al-SiC duerchgefouert.A visuellen a Computersimulatioune goufe Waasser a Glycerin / Waasser benotzt fir flësseg a halleffest Aluminium ze representéieren, respektiv.D'Auswierkunge vu Viskositéiten vun 1, 300, 500, 800 an 1000 mPa s a Rührraten vun 50, 100, 150, 200, 250 an 300 RPM goufen ënnersicht.10 Rollen pro Stéck.% verstäerkt SiC Partikelen, ähnlech wéi déi, déi an Aluminium MMK benotzt goufen, goufen an der Visualiséierung a Berechnungstester benotzt.Imaging Tester goufen a kloer Glasbecher duerchgefouert.Computational Simulatioune goufen duerch Fluent (CFD Programm) an dem optionalen MixSim Package gemaach.Dëst beinhalt 2D axisymmetresch Multiphase Zäit-ofhängeg Simulatioun vu Produktiounsrouten mat dem Eulerian (granuläre) Modell.D'Ofhängegkeet vun der Partikeldispersiounszäit, der Settlementzäit an der Wirbelhéicht op der Vermëschungsgeometrie an der Rührerrotatiounsgeschwindegkeet ass etabléiert.Fir e Rührer mat °at Paddelen ass e Paddelwénkel vu 60 Grad besser ugesinn fonnt fir séier eng eenheetlech Dispersioun vu Partikelen ze kréien.Als Resultat vun dësen Tester gouf festgestallt datt fir eng eenheetlech Verdeelung vu SiC ze kréien, d'Rührgeschwindegkeet 150 rpm fir de Waasser-SiC System an 300 rpm fir de Glycerol / Waasser-SiC System war.Et gouf festgestallt datt d'Erhéijung vun der Viskositéit vun 1 mPa · s (fir flëssegt Metall) op 300 mPa · s (fir semi-fest Metal) e groussen Impakt op d'Dispersioun an d'Oflagerungszäit vu SiC hat.Eng weider Erhéijung vun 300 mPa·s op 1000 mPa·s huet awer wéineg Auswierkungen op dës Zäit.E wesentlechen Deel vun dëser Aarbecht ëmfaasst den Design, de Bau an d'Validatioun vun enger spezieller Schnellhärtgussmaschinn fir dës Héichtemperaturbehandlungsmethod.D'Maschinn besteet aus engem Rührer mat véier flaach Blades an engem Wénkel vun 60 Grad an engem Krëpp an engem Schmelzkammer mat resistive Heizung.D'Installatioun enthält en Aktuator, deen d'veraarbechtte Mëschung séier läscht.Dës Ausrüstung gëtt fir d'Produktioun vun Al-SiC Kompositmaterialien benotzt.Am Allgemengen gouf gutt Accord tëscht Visualiséierung, Berechnung an experimentellen Testresultater fonnt.
Et gi vill verschidde rapid Prototyping (RP) Techniken déi fir grouss Skala benotzt haaptsächlech an de leschte Jorzéngt entwéckelt goufen.Rapid Prototyping Systemer, déi haut kommerziell verfügbar sinn, benotzen eng Vielfalt vun Technologien mat Pabeier, Wachs, Liichthärteharzen, Polymeren a neie Metallpulver.De Projet enthält eng rapid Prototyping Method, Fused Deposition Modeling, fir d'éischt kommerzialiséiert am 1991. An dëser Aarbecht gouf eng nei Versioun vum System fir Modelléierung duerch Surfacing mat Wax entwéckelt a benotzt.Dëse Projet beschreift de Basisdesign vum System an d'Waxdepositiounsmethod.FDM Maschinnen kreéieren Deeler andeems semi-geschmollte Material op eng Plattform an engem virbestëmmten Muster duerch erhëtzt Düsen extrudéiert gëtt.D'Extrusiounsdüse ass op engem XY Dësch montéiert, deen duerch e Computersystem kontrolléiert gëtt.A Kombinatioun mat der automatescher Kontroll vum Plungermechanismus an der Positioun vum Depositor ginn präzis Modeller produzéiert.Eenzel Schichten vu Wax ginn openee gestapelt fir 2D an 3D Objekter ze kreéieren.D'Eegeschafte vum Wachs goufen och analyséiert fir de Produktiounsprozess vun de Modeller ze optimiséieren.Dozou gehéieren d'Phasetransitiounstemperatur vum Wachs, d'Viskositéit vum Wachs an d'Form vum Wachs drop während der Veraarbechtung.
An de leschte fënnef Joer hunn d'Fuerschungsteams an der City University Dublin Division Science Cluster zwee Laser-Mikromachinéierungsprozesser entwéckelt, déi Kanäl a Voxel mat reproduzéierbarer Mikron-Skala Resolutioun erstellen kënnen.De Fokus vun dëser Aarbecht ass op d'Benotzung vu personaliséierte Materialien fir Zilbiomolekülen ze isoléieren.Virleefeg Aarbecht weist datt nei Morphologien vu Kapillärmëschung an Uewerflächekanäl kënne geschaf ginn fir d'Trennungsfäegkeeten ze verbesseren.Dës Aarbecht konzentréiert sech op d'Applikatioun vu verfügbare Mikromachining-Tools fir Uewerflächegeometrien a Kanäl ze designen, déi eng verbessert Trennung a Charakteriséierung vu biologesche Systemer ubidden.D'Applikatioun vun dëse Systemer wäert de Labo-on-a-Chip Approche fir biodiagnostesch Zwecker verfollegen.Apparater, déi mat dëser entwéckelt Technologie gemaach ginn, ginn am mikrofluidesche Laboratoire vum Projet op engem Chip benotzt.D'Zil vum Projet ass experimentell Design, Optimiséierung a Simulatiounstechniken ze benotzen fir eng direkt Relatioun tëscht Laserveraarbechtungsparameter a Mikro- an Nanoskala Kanaleigenschaften ze bidden, an dës Informatioun ze benotzen fir d'Trennungskanäl an dëse Mikrotechnologien ze verbesseren.Spezifesch Ausgänge vun der Aarbecht enthalen: Kanaldesign an Uewerflächemorphologie fir d'Trennungswëssenschaft ze verbesseren;monolithesch Etappe vu Pompelen an Extraktioun an integréiert Chips;Trennung vun ausgewielten an extrahéierten Zilbiomolekülen op integréiert Chips.
Generatioun a Kontroll vun temporärer Temperaturgradienten a Längsprofile laanscht kapillär LC Kolonnen mat Peltier Arrays an Infraroutthermographie
Eng nei direkt Kontaktplattform fir eng korrekt Temperaturkontroll vu Kapillarsäulen gouf entwéckelt baséiert op der Benotzung vu seriell arrangéiert individuell kontrolléiert thermoelektresch Peltier Zellen.D'Plattform bitt séier Temperaturkontrolle fir Kapillar- a Mikro-LC-Säulen an erlaabt gläichzäiteg programméiere vun temporärer a raimlechen Temperaturen.D'Plattform funktionnéiert iwwer eng Temperaturberäich vu 15 bis 200 ° C mat enger Ramprate vun ongeféier 400 ° C / min fir jiddereng vun den 10 ausgeriicht Peltier Zellen.De System gouf fir e puer net-Standard-Kapillar-baséiert Miessmodi bewäert, sou wéi d'direkt Uwendung vun Temperaturgradienten mat linearen an net-lineare Profiler, dorënner statesch Kolonntemperaturgradienten an temporär Temperaturgradienten, präzis Temperaturkontrolléiert Gradienten, polymeriséierte kapilläre monolithesch. stationär Phasen, a Fabrikatioun vu monolithesche Phasen a mikrofluidesche Kanäl (op engem Chip).D'Instrument ka mat Standard- a Kolonnchromatographiesystemer benotzt ginn.
Elektrohydrodynamesch Fokusséierung an engem zweedimensionalen planarem mikrofluideschen Apparat fir Prekonzentratioun vu klengen Analyten
Dës Aarbecht enthält elektrohydrodynamesch Fokuséierung (EHDF) a Photonentransfer fir Hëllef bei der Entwécklung vu Pre-Beräicherung an Artenidentifikatioun.EHDF ass eng ion-equilibréiert Fokusmethod baséiert op der Grënnung vun engem Gläichgewiicht tëscht hydrodynamesche an elektresche Kräfte, an deenen d'Ionen vun Interesse stationär ginn.Dës Etude presentéiert eng nei Method mat engem 2D oppenen 2D flaach Raum planar Mikrofluidgerät amplaz vum konventionelle Mikrokanalsystem.Esou Apparater kënne grouss Quantitéite vu Substanzen virkonzentréieren a si relativ einfach ze fabrizéieren.Dës Etude presentéiert d'Resultater vun enger nei entwéckelt Simulatioun mat COMSOL Multiphysics® 3.5a.D'Resultater vun dëse Modeller goufen mat experimentellen Resultater verglach fir déi identifizéiert Flowgeometrien a Gebidder mat héijer Konzentratioun ze testen.Den entwéckelte numeresche mikrofluidesche Modell gouf mat virdru publizéierten Experimenter verglach an d'Resultater ware ganz konsequent.Baséierend op dës Simulatioune gouf eng nei Aart vu Schëffer ënnersicht fir optimal Bedéngungen fir den EHDF ze bidden.Experimentell Resultater mam Chip hunn d'Performance vum Modell iwwerschratt.An de fabrizéierte mikrofluidesche Chips gouf en neie Modus beobachtet, lateral EGDP genannt, wann d'Substanz, déi studéiert gouf, senkrecht zu der ugewandter Spannung fokusséiert gouf.Well Detektioun an Imaging Schlëssel Aspekter vun esou Pre-Beräicherung an Aarten Identifikatioun Systemer sinn.Numeresch Modeller an experimentell Verifizéierung vu Liichtverbreedung a Liichtintensitéitverdeelung an zweedimensionalen Mikrofluidsystemer ginn presentéiert.Den entwéckelten numeresche Modell vun der Liichtverbreedung gouf erfollegräich experimentell verifizéiert souwuel wat den eigentleche Wee vum Liicht duerch de System wéi och wat d'Intensitéitsverdeelung ugeet, wat Resultater ginn huet, déi interessant kënne sinn fir d'Fotopolymeriséierungssystemer ze optimiséieren, wéi och fir optesch Detektiounssystemer. Kapillaren benotzen..
Ofhängeg vun der Geometrie kënne Mikrostrukturen an Telekommunikatioun, Mikrofluidik, Mikrosensoren, Datelagerung, Glasschneiden an dekorative Marquage benotzt ginn.An dëser Aarbecht gouf d'Relatioun tëscht den Astellunge vun den Parameteren vum Nd: YVO4 a CO2 Lasersystem an der Gréisst an der Morphologie vu Mikrostrukturen ënnersicht.D'studéiert Parameteren vun der Laser System och Muecht P, Pulsatiounsperiod Widderhuelung Taux PRF, Zuel vun Impulsreferater N an Scanner Taux U. Mooss Ausgabbehälter Dimensiounen och gläichwäerteg Voxel Duerchmiesser souwéi microchannel Breet, Déift an Uewerfläch roughness.En 3D Mikromachining System gouf entwéckelt mat engem Nd: YVO4 Laser (2.5 W, 1.604 µm, 80 ns) fir Mikrostrukturen bannent Polycarbonat Exemplare ze fabrizéieren.Mikrostrukturell Voxelen hunn en Duerchmiesser vu 48 bis 181 µm.De System bitt och präzis Fokuséierung andeems Dir Mikroskopziler benotzt fir méi kleng Voxelen an der 5 bis 10 µm Gamme a Soda-Kalkglas, verschmolzene Silika a Saphirproben ze kreéieren.E CO2 Laser (1,5 kW, 10,6 µm, minimale Pulsdauer 26 µs) gouf benotzt fir Mikrokanäl an de Soda-Kalkglasproben ze kreéieren.D'Querschnittsform vun de Mikrokanäl variéiert wäit tëscht V-Rillen, U-Rillen, an iwwerflächlech Ablatiounsplazen.D'Gréisste vu Mikrokanäl variéieren och immens: vun 81 bis 365 µm breet, vun 3 bis 379 µm an Déift, an Uewerfläch Rauhegkeet vun 2 bis 13 µm, jee no der Installatioun.Mikrokanalgréissten goufen no Laserveraarbechtungsparameter iwwerpréift mat der Äntwert Surface Methodologie (RSM) an Design vun Experimenter (DOE).Déi gesammelt Resultater goufen benotzt fir den Effekt vun de Prozessparameter op de volumetresche a Massablatiounsquote ze studéieren.Zousätzlech gouf en thermesche Prozess mathematesche Modell entwéckelt fir de Prozess ze verstoen an z'erméiglechen datt d'Kanaltopologie virausgesot gëtt virun der tatsächlecher Fabrikatioun.
D'Metrologieindustrie sicht ëmmer no neie Weeër fir d'Uewerflächentopographie präzis a séier ze entdecken an ze digitaliséieren, inklusiv d'Berechnung vun der Uewerflächenrauheetsparameter an d'Schafe vu Punktwolleken (Sets vun dreidimensionalen Punkten déi eng oder méi Flächen beschreiwen) fir Modeller oder Reverse Engineering.Systemer existéieren, an optesch Systemer sinn an der Popularitéit iwwer déi lescht Jorzéngt gewuess, awer déi meescht optesch Profiler sinn deier fir ze kafen an z'erhalen.Ofhängeg vun der Aart vum System, kënnen optesch Profiler och schwéier sinn ze designen an hir Zerbriechlechkeet ass vläicht net gëeegent fir déi meescht Buttek- oder Fabrikapplikatiounen.Dëse Projet deckt d'Entwécklung vun engem Profiler mat de Prinzipien vun der optescher Triangulatioun.D'entwéckelt System huet eng Scanner Dësch Beräich vun 200 x 120 mm an engem vertikalen Miessunge Beräich vun 5 mm.D'Positioun vum Laser-Sensor iwwer der Zilfläch ass och ëm 15 mm verstellbar.E Kontrollprogramm gouf entwéckelt fir automatesch Scannen vun de Benotzer ausgewielten Deeler an Uewerflächenflächen.Dësen neie System ass duerch Dimensiounsgenauegkeet charakteriséiert.De gemoossene maximale Kosinusfehler vum System ass 0,07°.Déi dynamesch Genauegkeet vum System gëtt bei 2 µm an der Z-Achs (Héicht) an ongeféier 10 µm an der X- an Y-Achs gemooss.D'Gréisst Verhältnis tëscht de gescannt Deeler (Mënzen, Schrauwen, washers a Léngen Lens stierft) war gutt.System Testen wäert och diskutéiert ginn, dorënner Profiler Aschränkungen a méiglech System Verbesserungen.
D'Zil vun dësem Projet ass en neien opteschen High-Speed-Online-System fir Surface Defekter Inspektioun z'entwéckelen an ze charakteriséieren.D'Kontrollsystem baséiert op dem Prinzip vun der optescher Triangulatioun a bitt eng net-Kontaktmethod fir den dreidimensionalen Profil vun diffusen Flächen ze bestëmmen.D'Haaptkomponenten vum Entwécklungssystem enthalen en Diodelaser, eng CCf15 CMOS Kamera an zwee PC-kontrolléiert Servomotoren.Probebewegung, Bildopfang, an 3D Uewerflächeprofiléierung ginn an der LabView Software programméiert.D'Kontroll vun den erfaasste Donnéeën kann erliichtert ginn andeems Dir e Programm erstellt fir virtuell Rendering vun enger 3D gescannter Uewerfläch an d'Berechnung vun den erfuerderleche Uewerflächrauheetsparameter.Servomotore gi benotzt fir d'Probe an den X- an Y Richtungen mat enger Resolutioun vun 0,05 µm ze beweegen.Den entwéckelten Net-Kontakt Online Surface Profiler kann séier Scannen an Héichopléisung Surface Inspektioun maachen.Den entwéckelte System gëtt erfollegräich benotzt fir automatesch 2D Uewerflächeprofiler, 3D Uewerflächeprofiler an Uewerflächerauheetmiessungen op der Uewerfläch vu verschiddene Probematerial ze kreéieren.Déi automatiséiert Inspektiounsausrüstung huet en XY Scannenberäich vun 12 x 12 mm.Fir den entwéckelte Profilsystem ze charakteriséieren an ze kalibréieren, gouf den Uewerflächeprofil gemooss vum System mat der selwechter Uewerfläch verglach mat engem opteschen Mikroskop, Binokularmikroskop, AFM a Mitutoyo Surftest-402.
D'Ufuerderunge fir d'Qualitéit vun de Produkter an d'Materialien, déi an hinnen benotzt ginn, ginn ëmmer méi exigent.D'Léisung fir vill visuell Qualitéitssécherung (QA) Probleemer ass d'Benotzung vun Echtzäit automatiséierte Surface Inspektiounssystemer.Dëst erfuerdert eng eenheetlech Produktqualitéit bei engem héijen Duerchsatz.Dofir gi Systemer gebraucht déi 100% fäeg sinn Materialien an Flächen an Echtzäit ze testen.Fir dëst Zil z'erreechen, gëtt d'Kombinatioun vu Lasertechnologie a Computerkontrolltechnologie eng effektiv Léisung.An dëser Aarbecht gouf e High-Speed-, Low-Cost an High-Präzisioun Net-Kontakt Laser Scanning System entwéckelt.De System ass fäeg d'Dicke vu festen opaken Objeten mam Prinzip vun der laseroptescher Triangulatioun ze moossen.Den entwéckelte System garantéiert d'Genauegkeet an d'Reproduzibilitéit vun de Miessunge um Mikrometerniveau.
D'Zil vun dësem Projet ass e Laserinspektiounssystem fir Uewerflächendefekterkennung ze designen an z'entwéckelen an säi Potenzial fir Héichgeschwindegkeet Inline Uwendungen ze evaluéieren.D'Haaptkomponente vum Detektiounssystem sinn e Laserdiodemodul als Beliichtungsquell, eng CMOS Zoufallskamera als Detektiounsunitéit an eng XYZ Iwwersetzungsstadium.Algorithmen fir d'Analyse vun Daten, déi duerch Scannen vu verschiddene Probeflächen kritt goufen, goufen entwéckelt.De Kontrollsystem baséiert op dem Prinzip vun der optescher Triangulatioun.De Laserstrahl ass schräg op der Probefläche agefall.Den Ënnerscheed an der Héicht vun der Uewerfläch gëtt dann als déi horizontal Bewegung vum Laserfleck iwwer d'Prouffläch geholl.Dëst erlaabt Héichmiessunge mat der Triangulatiounsmethod ze maachen.Den entwéckelten Detektiounssystem gëtt fir d'éischt kalibréiert fir e Konversiounsfaktor ze kréien, deen d'Relatioun tëscht der Verschiebung vum Punkt gemooss vum Sensor an der vertikaler Verschiebung vun der Uewerfläch reflektéiert.D'Experimenter goufen op verschiddene Flächen vun de Probematerialien duerchgefouert: Messing, Aluminium an Edelstahl.Den entwéckelte System ass an der Lag, genee eng 3D topographesch Kaart vu Mängel ze generéieren, déi während der Operatioun geschéien.Eng raimlech Opléisung vu ronn 70 µm an eng Déiftopléisung vu 60 µm goufen erreecht.Systemleistung gëtt och verifizéiert andeems d'Genauegkeet vu gemoossene Distanzen gemooss gëtt.
Héich-Vitesse Léngen Laser Scanner Systemer sinn an automatiséiert industriell Fabrikatioun Ëmfeld benotzt Uewerfläch Mängel z'entdecken.Méi modern Methoden fir d'Erkennung vun Uewerflächefehler beinhalt d'Benotzung vun opteschen Faseren fir Beliichtung a Komponenterkennung.Dës Dissertatioun enthält den Design an d'Entwécklung vun engem neie High-Speed-optoelektronesche System.An dësem Pabeier ginn zwou Quelle vun LEDen, LEDs (Liichtemittéierdioden) a Laserdioden, ënnersicht.Eng Rei vu fënnef Emissiounsdioden a fënnef Empfangsfotodioden läit vis-à-vis vuneneen.D'Datesammlung gëtt kontrolléiert an analyséiert vun engem PC mat der LabVIEW Software.De System gëtt benotzt fir d'Dimensioune vun Uewerflächefehler wéi Lächer (1 mm), Blannlächer (2 mm) an Notches a verschiddene Materialien ze moossen.D'Resultater weisen datt wärend de System haaptsächlech fir 2D Scannen geduecht ass, et och als limitéiert 3D Imaging System funktionnéiert.De System huet och gewisen datt all studéiert metallesch Materialien fäeg waren Infraroutsignaler ze reflektéieren.Eng nei entwéckelt Method mat enger Rei vu schräg Faseren erlaabt de System justierbar Opléisung mat enger maximaler Systemopléisung vun ongeféier 100 µm z'erreechen (Sammelfaser Duerchmiesser).De System gouf erfollegräich benotzt fir Uewerflächeprofil, Uewerflächrauheet, Dicke a Reflexivitéit vu verschiddene Materialien ze moossen.Aluminium, Edelstahl, Messing, Kupfer, Tuffnol a Polycarbonat kënne mat dësem System getest ginn.D'Virdeeler vun dësem neie System si méi séier Detektioun, manner Käschten, méi kleng Gréisst, méi héich Opléisung a Flexibilitéit.
Designt, bauen an testen nei Systemer fir nei Ëmweltsensortechnologien z'integréieren an z'installéieren.Besonnesch gëeegent fir fecal Bakterien Iwwerwachung Uwendungen
Ännere vun der Mikro-Nano Struktur vu Silicon Solar PV Panels fir d'Energieversuergung ze verbesseren
Ee vun de groussen Ingenieursfuerderunge fir d'global Gesellschaft haut ass nohalteg Energieversuergung.Et ass Zäit fir d'Gesellschaft staark op erneierbar Energiequellen ze verloossen.D'Sonn liwwert d'Äerd mat gratis Energie, awer modern Methoden fir dës Energie a Form vu Stroum ze benotzen hunn e puer Aschränkungen.Am Fall vun Photovoltaikzellen ass den Haaptproblem déi net genuch Effizienz fir d'Solarenergie ze sammelen.Laser Mikromachining gëtt allgemeng benotzt fir Interconnects tëscht photovoltaesche aktive Schichten ze kreéieren wéi Glassubstrater, hydréiert Silizium, an Zinkoxidschichten.Et ass och bekannt datt méi Energie ka kritt ginn andeems d'Uewerfläch vun enger Solarzelle erhéicht gëtt, zum Beispill duerch Mikromachining.Et gouf gewisen datt Nanoskala Uewerflächeprofildetailer d'Energieabsorptiounseffizienz vu Solarzellen beaflossen.Den Zweck vun dësem Pabeier ass d'Virdeeler vun der Adaptatioun vun Mikro-, Nano- a Mesoskala Solarzellstrukturen z'ënnersichen fir méi héich Kraaft ze bidden.Variéieren vun den technologesche Parameteren vun esou Mikrostrukturen an Nanostrukturen wäert et méiglech maachen hiren Afloss op d'Uewerfläch Topologie ze studéieren.Zelle ginn getest fir d'Energie déi se produzéieren wann se un experimentell kontrolléiert Niveauen vum elektromagnetesche Liicht ausgesat sinn.Eng direkt Relatioun wäert tëscht Zell Effizienz an Uewerfläch Textur etabléiert ginn.
Metal Matrix Composites (MMCs) gi séier prime Kandidaten fir d'Roll vu strukturelle Materialien am Ingenieur an Elektronik.Aluminium (Al) a Kupfer (Cu) verstäerkt mat SiC duerch hir exzellent thermesch Eegeschaften (zB nidderegen Wärmeexpansiounskoeffizient (CTE), héich thermesch Konduktivitéit) a verbessert mechanesch Eegeschaften (zB méi héich spezifesch Kraaft, besser Leeschtung).Et gëtt vill a verschiddenen Industrien fir Verschleißbeständegkeet a spezifesche Modul benotzt.Viru kuerzem sinn dës héich Keramik MMCs en aneren Trend fir Temperaturkontrollapplikatiounen an elektronesche Packagen ginn.Typesch, a Kraaftapparatverpackungen, gëtt Aluminium (Al) oder Kupfer (Cu) als Heizkierper oder Basisplack benotzt fir mam Keramiksubstrat ze verbannen, deen den Chip an assoziéierten Pinstrukturen dréit.De groussen Ënnerscheed am Koeffizient vun der thermescher Expansioun (CTE) tëscht Keramik an Aluminium oder Kupfer ass Nodeel, well et d'Zouverlässegkeet vum Package reduzéiert an och d'Gréisst vum Keramik-Substrat limitéiert, deen un de Substrat befestegt ka ginn.
Wéinst dësem Defizit ass et elo méiglech nei Materialien z'entwéckelen, z'ënnersichen an ze charakteriséieren déi dës Ufuerderunge fir thermesch verbessert Materialien entspriechen.Mat verbesserter thermescher Konduktivitéit a Koeffizient vun der thermescher Expansioun (CTE) Eegeschafte sinn MMC CuSiC an AlSiC elo liewensfäeg Léisunge fir Elektronikverpackungen.Dës Aarbecht wäert d'eenzegaarteg thermophysesch Eegeschafte vun dësen MMCs an hir méiglech Uwendungen fir thermesch Gestioun vun elektronesche Packagen evaluéieren.
Uelegfirmen erliewen bedeitend Korrosioun an der Schweesszone vun Ueleg- a Gasindustriesystemer aus Kuelestoff a Low Legierungsstahlen.An Ëmfeld, déi CO2 enthalen, gëtt Korrosiounsschued normalerweis un Differenzen an der Stäerkt vu Schutzkorrosiounsfilmer zougeschriwwen, déi op verschiddene Kuelestolmikrostrukturen deposéiert sinn.Lokal Korrosioun am Weld Metal (WM) an Hëtzt-betraff Zone (HAZ) ass haaptsächlech wéinst galvanic Effekter wéinst Differenzen an durchgang Zesummesetzung a Mikrostruktur.Basismetall (PM), WM, an HAZ mikrostrukturell Charakteristiken goufen ënnersicht fir den Effekt vun der Mikrostruktur op d'Korrosiounsverhalen vu mëllem Stahl verschweißte Gelenker ze verstoen.Korrosiounstester goufen an enger 3,5% NaCl Léisung gesättegt mat CO2 ënner deoxygenéierte Bedéngungen bei Raumtemperatur (20±2°C) an pH 4,0±0,3 duerchgefouert.Charakteriséierung vum Korrosiounsverhalen gouf mat elektrochemesche Methoden fir d'Bestëmmung vum Open Circuit Potential, potentiodynamesche Scannen a linear Polariséierungsresistenz duerchgefouert, souwéi allgemeng metallographesch Charakteriséierung mat optescher Mikroskopie.Déi Haaptmorphologesch Phasen, déi festgestallt goufen, sinn acikulär Ferrit, behalen Austenit, a martensitesch-bainitisch Struktur am WM.Si sinn manner heefeg an HAZ.Bedeitend ënnerschiddlech elektrochemescht Verhalen a Korrosiounsraten goufen an PM, VM an HAZ fonnt.
D'Aarbecht, déi vun dësem Projet ofgedeckt ass, zielt fir d'elektresch Effizienz vun Tauchpompelen ze verbesseren.D'Ufuerderunge fir d'Pompelindustrie fir an dës Richtung ze bewegen sinn zënter kuerzem eropgaang mat der Aféierung vun neier EU-Gesetzgebung, déi d'Industrie als Ganzt erfuerdert fir nei a méi héich Effizienzniveauen z'erreechen.Dëse Pabeier analyséiert d'Benotzung vun enger Killjacket fir d'Pompelsolenoidberäich ze killen a proposéiert Designverbesserungen.Besonnesch d'Flëssegkeet an d'Wärmetransfer an de Killjacken vun de Betribspompelen sinn charakteriséiert.Verbesserungen am Jackettdesign wäerten e bessere Wärmetransfer an de Pompelmotorgebitt ubidden, wat zu enger verbesserter Pompeffizienz resultéiert, während d'induzéiert Drag reduzéiert.Fir dës Aarbecht gouf en dréchene Pit-Montage-Pumpe-Testsystem zum existente 250 m3 Testtank bäigefüügt.Dëst erlaabt High-Speed-Kamera Tracking vum Flowfeld an en thermescht Bild vun der Pompelgehäuse.D'Flowfeld validéiert duerch CFD Analyse erlaabt Experimenter, Testen a Verglach vun alternativen Designen fir Operatiounstemperaturen esou niddereg wéi méiglech ze halen.Den ursprénglechen Design vun der M60-4 Polepompel huet eng maximal extern Pompelgehäusetemperatur vu 45 ° C an eng maximal Statortemperatur vun 90 ° C bestoen.Analyse vu verschiddene Modelldesigne weist wéi eng Designs méi nëtzlech si fir méi effizient Systemer a wéi eng net benotzt solle ginn.Besonnesch den Design vun der integréierter Kühlspiral huet keng Verbesserung iwwer den ursprénglechen Design.D'Erhéijung vun der Unzuel vun den Impellerbladen vu véier op aacht reduzéiert d'Betribstemperatur, déi am Gehäuse gemooss gouf, ëm siwe Grad Celsius.
D'Kombinatioun vun héijer Kraaftdicht a reduzéierter Belaaschtungszäit an der Metallveraarbechtung féiert zu enger Verännerung vun der Uewerflächmikrostruktur.Déi optimal Kombinatioun vu Laserprozessparameter a Ofkillungsquote ze kréien ass kritesch fir d'Kornstruktur z'änneren an d'tribologesch Eegeschaften op der materieller Uewerfläch ze verbesseren.D'Haaptziel vun dëser Etude war den Effet vun schnell gepulster Laser Veraarbechtung op der tribological Eegeschafte vun kommerziell sinn metallic Biomaterial ze ermëttelen.Dës Aarbecht ass gewidmet fir d'Laserflächemodifikatioun vun Edelstahl AISI 316L an Ti-6Al-4V.En 1,5 kW gepulste CO2 Laser gouf benotzt fir den Afloss vu verschiddene Laserprozessparameter an déi resultéierend Uewerflächmikrostruktur a Morphologie ze studéieren.Mat enger zylindrescher Probe senkrecht zu der Laserstrahlungsrichtung rotéiert, goufen d'Laserstrahlungsintensitéit, d'Beliichtungszäit, d'Energiefluxdicht an d'Pulsbreed variéiert.Charakteriséierung gouf mat SEM, EDX, Nadel Rauhmiessungen an XRD Analyse gemaach.En Uewerflächtemperaturprediktiounsmodell gouf och implementéiert fir déi initial Parameter vum experimentellen Prozess ze setzen.Prozessmapping gouf dann duerchgefouert fir eng Rei vu spezifesche Parameteren fir d'Laserbehandlung vun der Uewerfläch vum geschmollte Stol ze bestëmmen.Et gëtt eng staark Korrelatioun tëscht Beliichtung, Beliichtungszäit, Veraarbechtungsdéift a Rauhheet vun der veraarbechter Probe.Erhéicht Tiefe a Rauhheet vu mikrostrukturelle Verännerunge ware mat méi héije Beliichtungsniveauen an Beliichtungszäiten assoziéiert.Duerch d'Analyse vun der Rauheet an der Tiefe vum behandelte Gebitt, ginn Energiefluenz an Uewerflächtemperaturmodeller benotzt fir de Schmelzgrad virauszesoen, deen op der Uewerfläch geschitt.Wéi d'Interaktiounszäit vum Laserstrahl eropgeet, erhéicht d'Uewerflächenrauheet vum Stol fir verschidde studéiert Pulsenergieniveauen.Wärend d'Uewerflächestruktur beobachtet gouf fir déi normal Ausrichtung vun de Kristalle ze behalen, goufen Ännerungen an der Kornorientéierung an de laserbehandelte Gebidder observéiert.
Analyse a Charakteriséierung vum Tissue Stress Verhalen a seng Implikatioune fir d'Scaffold Design
An dësem Projet goufen e puer verschidde Scaffoldgeometrien entwéckelt a finite Elementanalyse gouf gemaach fir d'mechanesch Eegeschafte vun der Knuewelstruktur ze verstoen, hir Roll an der Tissuentwécklung, an déi maximal Verdeelung vu Stress a Belaaschtung am Scaffold.Computertomographie (CT) Scans vun trabekuläre Knochenproben goufen zousätzlech zu Scaffoldstrukturen entworf mat CAD gesammelt.Dës Designen erlaben Iech Prototypen ze kreéieren an ze testen, souwéi FEM vun dësen Designen auszeféieren.Mechanesch Miessunge vu Mikrodeformatiounen goufen op fabrizéierte Scaffolds an trabekuläre Exemplare vum femoral Kapp Knach gemaach an dës Resultater goufen verglach mat deene vun der FEA fir déiselwecht Strukturen.Et gëtt ugeholl datt mechanesch Eegeschafte vun der entworf Pore Form (Struktur), Pore Gréisst (120, 340 an 600 µm) a Belaaschtungsbedéngungen (mat oder ouni Luedeblocken) ofhänken.Ännerungen an dëse Parameteren goufen fir poröse Kaderen vun 8 mm3, 22,7 mm3 an 1000 mm3 ënnersicht fir hir Effekt op Stress Verdeelung ëmfaassend ze studéieren.D'Resultater vun Experimenter a Simulatioune weisen datt de geometreschen Design vun der Struktur eng wichteg Roll bei der Verdeelung vum Stress spillt an de grousse Potenzial vum Framework Design fir d'Knachregeneratioun ze verbesseren.Allgemeng ass d'Poregréisst méi wichteg wéi d'Porositéitsniveau bei der Bestëmmung vum Gesamtmaximum Stressniveau.Wéi och ëmmer, den Niveau vun der Porositéit ass och wichteg fir d'Osteokonduktivitéit vu Steierstrukturen ze bestëmmen.Wéi de Porositéitsniveau vun 30% op 70% eropgeet, erhéicht de maximale Stresswäert wesentlech fir déiselwecht Poregréisst.
D'Poregréisst vum Skelett ass och wichteg fir d'Fabrikatiounsmethod.All modern Methode vu rapide Prototyping hunn gewësse Aschränkungen.Wärend konventionell Fabrikatioun méi villsäiteg ass, méi komplex a méi kleng Designen sinn dacks onméiglech ze fabrizéiert.Déi meescht vun dësen Technologien sinn am Moment nominell net fäeg fir nohalteg Poren ënner 500 µm ze produzéieren.Also sinn d'Resultater mat enger Poregréisst vu 600 µm an dëser Aarbecht am meeschte relevant fir d'Produktiounsfäegkeeten vun aktuellen rapide Fabrikatiounstechnologien.Déi präsentéiert sechseckeg Struktur, obwuel nëmmen an enger Richtung ugesi gëtt, wier déi anisotropesch Struktur am Verglach mat de Strukturen op Basis vum Kubus an Dräieck.Kubik an dreieckeg Strukture si relativ isotrop am Verglach mat sechseckegen Strukturen.Anisotropie ass wichteg wann Dir d'Osteokonduktivitéit vum entworfene Scaffold berécksiichtegt.Stressverdeelung an Aperturplaz beaflossen den Ëmbauprozess, a verschidde Belaaschtungsbedéngungen kënnen de maximale Stresswäert a seng Lag änneren.Déi predominant Luede Richtung soll d'Poregréisst an d'Verdeelung förderen fir datt Zellen a méi grouss Poren wuessen an Nährstoffer a Baumaterial ubidden.Eng aner interessant Konklusioun vun dëser Aarbecht, andeems d'Verdeelung vum Stress am Querschnitt vun de Säulen ënnersicht gëtt, ass datt méi héich Stresswäerter op der Uewerfläch vun de Säulen am Verglach zum Zentrum opgeholl ginn.An dëser Aarbecht gouf gewisen datt d'Poregréisst, d'Porositéitsniveau an d'Laaschtmethod enk mat de Stressniveauen an der Struktur erlieft sinn.Dës Erkenntnisser weisen d'Méiglechkeet fir Strutstrukturen ze kreéieren, an deenen Stressniveauen op der Strutoberfläche méi grouss kënne variéieren, wat d'Zellbefestegung a Wuesstum förderen kann.
Synthetesch Knochenersatzgeräter bidden d'Méiglechkeet fir individuell Eegeschaften ze personaliséieren, limitéiert Spenderverfügbarkeet ze iwwerwannen an d'Oseointegratioun ze verbesseren.Bone Engineering zielt dës Themen unzegoen andeems se héichqualitativ Grafts ubidden, déi a grousse Quantitéite geliwwert kënne ginn.An dësen Uwendungen si souwuel déi intern wéi och extern Steiergeometrie vu grousser Bedeitung, well se e wesentlechen Impakt op déi mechanesch Eegeschaften, Permeabilitéit an Zellverbreedung hunn.Rapid Prototyping Technologie erlaabt d'Benotzung vun net-Standardmaterialien mat enger bestëmmter an optimiséierter Geometrie, hiergestallt mat héijer Präzisioun.Dëse Pabeier exploréiert d'Fäegkeet vun 3D-Drocktechniken fir komplex Geometrie vu Skelett-Scaffolds ze fabrizéieren mat biokompatibele Kalziumphosphatmaterialien.Virleefeg Studien vum propriétaire Material weisen datt de virausgesot Directionnelle mechanesche Verhalen erreecht ka ginn.Tatsächlech Miessunge vun de directional mechanesch Eegeschafte vun de fabrizéierte Proben hunn déiselwecht Trends gewisen wéi d'Resultater vun der endlecher Elementanalyse (FEM).Dës Aarbecht weist och d'Machbarkeet vum 3D-Drock fir Tissue-Ingenieur-Geometrie-Scaffolds aus engem biokompatibele Kalziumphosphatzement ze fabrizéieren.D'Kadere goufe gemaach andeems se mat enger wässerlecher Léisung vun Disodium Waasserstoffphosphat op enger Pulverschicht aus enger homogener Mëschung aus Kalziumwaasserstoffphosphat a Kalziumhydroxid besteet.Déi naass chemesch Oflagerungsreaktioun fënnt am Pulverbett vum 3D-Drucker statt.Solid Echantillon goufen gemaach fir d'mechanesch Eegeschafte vun der volumetrescher Kompressioun vum hiergestallte Kalziumphosphatzement (CPC) ze moossen.Déi esou produzéiert Deeler haten en duerchschnëttleche Elastizitéitsmodul vun 3,59 MPa an eng duerchschnëttlech Drockstäerkt vun 0,147 MPa.Sintering féiert zu enger wesentlecher Erhéijung vun de Kompressiounseigenschaften (E = 9,15 MPa, σt = 0,483 MPa), awer reduzéiert d'spezifesch Uewerfläch vum Material.Als Resultat vun der Sintering zerstéiert Kalziumphosphatzement an β-Tricalciumphosphat (β-TCP) an Hydroxyapatit (HA), wat bestätegt gëtt duerch d'Daten vun der thermogravimetrescher an der differentieller thermescher Analyse (TGA / DTA) an der Röntgen-Diffraktiounsanalyse ( XRD).Eegeschafte sinn net genuch fir héich gelueden Implantate, wou déi erfuerderlech Kraaft vun 1,5 bis 150 MPa ass, an d'Kompressiounssteifheet méi wéi 10 MPa ass.Wéi och ëmmer, weider Postveraarbechtung, wéi Infiltratioun mat biodegradéierbare Polymeren, kënnen dës Strukture gëeegent fir Stentapplikatioune maachen.
Zil: Fuerschung an der Buedemmechanik huet gewisen datt Vibration applizéiert op Aggregaten zu enger méi effizienter Partikelausrichtung an enger Reduktioun vun der Energie erfuerderlech ass fir op den Aggregat ze handelen.Eist Zil war eng Method fir den Impakt vun der Schwéngung op de Knochenimpaktungsprozess z'entwéckelen an hiren Effekt op d'mechanesch Eegeschafte vun betraffene Grafts ze evaluéieren.
Phase 1: Fräsen vun 80 Käpp vu Rëndfleesch mat enger Noviomagus Schankenmillen.D'Grafte goufen duerno mat engem gepulste Salzwassersystem op engem Sieblatt gewascht.E Vibro-Impakt-Apparat gouf entwéckelt, equipéiert mat zwee 15 V DC Motore mat exzentresche Gewiichter, déi an engem Metallzylinder fixéiert sinn.Geheien e Gewiicht op et vun enger bestëmmter Héicht 72 Mol fir de Prozess vun engem Knach ze reproduzéieren.De Schwéngungsfrequenzbereich gemooss mat engem Beschleunigungsmeter, deen an der Schwéngungskammer installéiert ass, gouf getest.All Schéiertest gouf dann op véier verschidden normal Lasten widderholl fir eng Serie vu Stress-Belaaschtungskurven ze kréien.Mohr-Coulomb Echec Enveloppe goufen fir all Test gebaut, aus deenen d'Schéierkraaft a Blockéierungswäerter ofgeleet goufen.
Phase 2: Widderhuelen d'Experiment andeems Dir Blutt bäigefüügt fir dat räicht Ëmfeld ze replizéieren, deen an chirurgeschen Astellungen begéint ass.
Stage 1: Grafts mat verstäerkter Schwéngung bei all Vibrationsfrequenzen hu méi héich Schéierkraaft gewisen am Verglach zum Impakt ouni Schwéngung.Vibratioun bei 60 Hz hat de gréissten Impakt a war bedeitend.
Stage 2: Grafting mat zousätzlech Schwéngungsimpakt a gesättigte Aggregaten huet méi niddereg Schéierkraaft fir all normal Kompressivlaster gewisen wéi Impakt ouni Schwéngung.
Fazit: D'Prinzipien vum Déifbau sinn applicabel fir d'Implantatioun vum implantéierte Knach.An dréchen Aggregaten kann d'Zousatz vu Schwéngungen d'mechanesch Eegeschafte vun den Impaktpartikelen verbesseren.An eisem System ass déi optimal Schwéngungsfrequenz 60 Hz.Bei gesättigte Aggregaten beaflosst eng Erhéijung vun der Schwéngung d'Schéierkraaft vum Aggregat negativ.Dëst kann duerch de Flëssegkeetsprozess erkläert ginn.
D'Zil vun dëser Aarbecht war e System ze designen, ze bauen an ze testen, deen d'Sujeten, déi drop stinn, stéieren, fir hir Fäegkeet ze bewäerten op dës Ännerungen ze reagéieren.Dëst kann gemaach ginn, andeems d'Uewerfläch, op där d'Persoun steet, séier kippt an duerno an eng horizontal Positioun zréckgeet.Vun dësem ass et méiglech ze bestëmmen ob d'Sujete fäeg waren e Gläichgewiichtszoustand ze halen a wéi laang et se gedauert huet fir dësen Gläichgewiichtszoustand ze restauréieren.Dëse Gläichgewiichtszoustand gëtt festgeluecht andeems de posturalen Afloss vum Sujet gemooss gëtt.Hir natierlech postural Schwéngung gouf mat engem Foussdruckprofilpanel gemooss fir ze bestëmmen wéi vill de Schwéngung während dem Test war.De System ass och entwéckelt fir méi villsäiteg a bezuelbar ze sinn wéi am Moment kommerziell verfügbar well, wärend dës Maschinnen wichteg si fir d'Fuerschung, si si momentan net wäit benotzt wéinst hiren héije Käschte.Den nei entwéckelte System, deen an dësem Artikel presentéiert gëtt, gouf benotzt fir Testobjeten bis zu 100 kg ze beweegen.
An dëser Aarbecht goufen sechs Laborexperimenter an Ingenieurs- a Physikwëssenschaften entwéckelt fir de Léierprozess fir Studenten ze verbesseren.Dëst gëtt erreecht andeems Dir virtuell Instrumenter fir dës Experimenter installéiert an erstallt.D'Benotzung vu virtuellen Instrumenter gëtt direkt mat traditionelle Labo Léiermethoden verglach, an d'Basis fir d'Entwécklung vu béide Approche gëtt diskutéiert.Virdrun Aarbecht mat Computer-assistéiert Léieren (CBL) an ähnleche Projeten am Zesummenhang mat dëser Aarbecht gouf benotzt fir e puer vun de Virdeeler vun virtuell Instrumenter ze evaluéieren, besonnesch déi am Zesummenhang mat verstäerkte Schüler Interessi, Erënnerung Retention, Verständnis, a schlussendlech Labo Berichterstattung..Zesummenhang Virdeeler.De virtuellen Experiment, deen an dëser Etude diskutéiert gëtt, ass eng iwwerschafft Versioun vum traditionelle Stilexperiment a bitt domat en direkten Verglach vun der neier CBL Technik mam traditionelle Stillabo.Et gëtt keen konzeptuellen Ënnerscheed tëscht den zwou Versiounen vum Experiment, deen eenzegen Ënnerscheed ass an der Aart a Weis wéi et presentéiert gëtt.D'Effizienz vun dësen CBL-Methoden gouf bewäert andeems d'Performance vun de Studenten observéiert gëtt mat dem virtuellen Instrument am Verglach mat anere Studenten an der selwechter Klass, déi den traditionellen experimentellen Modus ausféieren.All Studente ginn bewäert andeems se Berichter ofginn, Multiple Choice Froen am Zesummenhang mat hiren Experimenter a Questionnaire.D'Resultater vun dëser Etude goufen och mat aneren Zesummenhang Studien am Beräich vun CBL verglach.
Post Zäit: Februar-19-2023