Энэхүү ажлын зорилго нь өндөр хэмжээст нарийвчлалтай, процессын зардлыг урьдчилан тодорхойлсон автомат лазер боловсруулах процессыг хөгжүүлэх явдал юм.Энэхүү ажилд PMMA дахь дотоод Nd:YVO4 микро сувгийг лазераар үйлдвэрлэх хэмжээ, зардлын таамаглалын загварт дүн шинжилгээ хийх, микро шингэн төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд поликарбонатыг дотоод лазераар боловсруулах зэрэг орно.Төслийн эдгээр зорилгод хүрэхийн тулд ANN болон DoE нь CO2 болон Nd:YVO4 лазерын системийн хэмжээ, өртөгийг харьцуулсан.Кодлогчоос авсан санал хүсэлт бүхий шугаман байршлын микрон бага нарийвчлалтай санал хүсэлтийн хяналтын бүрэн хэрэгжилтийг хэрэгжүүлсэн.Ялангуяа лазерын цацрагийн автоматжуулалт, дээжийн байршлыг FPGA удирддаг.Nd:YVO4 системийн үйлдлийн журам, программ хангамжийн талаарх гүнзгий мэдлэг нь хяналтын нэгжийг Compact-Rio программчлагдах автоматжуулалтын хянагч (PAC)-аар солих боломжийг олгосон бөгөөд үүнийг LabVIEW кодын хяналтын дэд микрон кодлогчийн өндөр нарийвчлалтай санал хүсэлтийн 3 хэмжээст байрлал тогтоох алхамаар гүйцэтгэсэн. .LabVIEW код дээрх энэ үйл явцыг бүрэн автоматжуулах ажил хийгдэж байна.Одоогийн болон ирээдүйн ажилд дизайн системийн хэмжээсийн нарийвчлал, нарийвчлал, давтагдах чадварыг хэмжих, химийн/аналитик хэрэглээ, салгах шинжлэх ухаанд зориулагдсан бичил шингэн ба лабораторийн төхөөрөмжийг чип дээр үйлдвэрлэхэд зориулсан микро сувгийн геометрийг оновчтой болгох зэрэг орно.
Цутгамал хагас хатуу металл (SSM) эд ангиудын олон тооны хэрэглээ нь маш сайн механик шинж чанарыг шаарддаг.Элэгдлийн эсэргүүцэл, өндөр бат бэх, хөшүүн чанар зэрэг гайхалтай механик шинж чанарууд нь хэт нарийн ширхэгийн хэмжээнээс үүссэн бичил бүтцийн онцлогоос хамаардаг.Энэ ширхэгийн хэмжээ нь ихэвчлэн SSM-ийн оновчтой боловсруулалтаас хамаардаг.Гэсэн хэдий ч SSM цутгамал нь ихэвчлэн үлдэгдэл сүвэрхэг чанарыг агуулдаг бөгөөд энэ нь гүйцэтгэлд маш их хор хөнөөл учруулдаг.Энэ ажилд хагас хатуу металлыг цутгаж, илүү чанартай эд ангиудыг гаргаж авах чухал үйл явцыг судлах болно.Эдгээр хэсгүүд нь сүвэрхэг чанарыг бууруулж, бичил бүтцийн шинж чанарыг сайжруулсан байх ёстой, үүнд хэт нарийн ширхэгтэй хэмжээ, хатууралтын тунадас, хайлшийн микроэлементийн найрлага жигд тархсан байх ёстой.Ялангуяа цаг хугацааны температурын урьдчилсан боловсруулалтын аргын хүссэн бичил бүтцийг хөгжүүлэхэд үзүүлэх нөлөөг шинжлэх болно.Массын сайжруулалтаас үүсэх хүч чадал, хатуулаг, хөшүүн чанар нэмэгдэх зэрэг шинж чанаруудыг судлах болно.
Энэхүү ажил нь импульсийн лазер боловсруулах горимыг ашиглан H13 багажны гангийн гадаргууг лазераар өөрчлөх судалгаа юм.Анхны туршилтын скрининг хийх төлөвлөгөөний үр дүнд илүү оновчтой нарийвчилсан төлөвлөгөө гарсан.10.6 микрон долгионы урттай нүүрстөрөгчийн давхар ислийн (CO2) лазерыг ашигладаг.Судалгааны туршилтын төлөвлөгөөнд 0.4, 0.2, 0.09 мм диаметртэй гурван өөр хэмжээтэй лазер цэгүүдийг ашигласан.Бусад хяналттай параметрүүд нь лазерын оргил хүч, импульсийн давталтын хурд, импульсийн давхцал юм.0.1 МПа даралттай аргон хий нь лазер боловсруулахад байнга тусалдаг.CO2 лазер долгионы уртад гадаргууг шингээх чадварыг нэмэгдүүлэхийн тулд H13 дээжийг боловсруулахын өмнө барзгар болгож, химийн аргаар сийлсэн.Металлографийн судалгаанд зориулж лазераар боловсруулсан дээжийг бэлтгэж, тэдгээрийн физик, механик шинж чанарыг тодорхойлсон.Металлографийн судалгаа, химийн найрлагын шинжилгээг эрчим хүчний дисперсийн рентген спектрометртэй хослуулан сканнерийн электрон микроскоп ашиглан хийсэн.Хувиргасан гадаргуугийн талст чанар, фазын илрүүлэлтийг Cu Kα цацраг, 1.54 Å долгионы урттай XRD системийг ашиглан гүйцэтгэсэн.Гадаргуугийн профайлыг зүүг профилын системийг ашиглан хэмждэг.Өөрчлөгдсөн гадаргуугийн хатуулгийн шинж чанарыг Vickers алмазын микроиндентациар хэмжсэн.Өөрчлөгдсөн гадаргуугийн ядаргааны шинж чанарт гадаргуугийн барзгаржилтын нөлөөг тусгайлан үйлдвэрлэсэн дулааны ядаргааны системийг ашиглан судалсан.500 нм-ээс бага хэмжээтэй хэт нарийн хэмжээтэй өөрчлөгдсөн гадаргуугийн мөхлөгүүдийг авах боломжтой болох нь ажиглагдсан.Лазераар боловсруулсан H13 дээжинд гадаргуугийн гүнийг 35-150 μм-ийн хооронд сайжруулсан.Өөрчлөгдсөн H13 гадаргуугийн талст чанар мэдэгдэхүйц багассан бөгөөд энэ нь лазераар боловсруулсны дараа талстуудын санамсаргүй тархалттай холбоотой юм.H13 Ra-ийн хамгийн бага засварлагдсан дундаж гадаргуугийн барзгаржилт нь 1.9 μм байна.Өөр нэг чухал нээлт бол өөрчилсөн H13 гадаргуугийн хатуулаг нь лазерын янз бүрийн тохиргоонд 728-аас 905 HV0.1 хооронд хэлбэлздэг.Лазер параметрийн үр нөлөөг цаашид ойлгохын тулд дулааны симуляцийн үр дүн (халаалт, хөргөлтийн хурд) болон хатуулгийн үр дүнгийн хоорондын хамаарлыг тогтоосон.Эдгээр үр дүн нь элэгдэлд тэсвэртэй, дулаанаас хамгаалах бүрээсийг сайжруулахын тулд гадаргууг хатууруулах аргыг боловсруулахад чухал ач холбогдолтой юм.
GAA sliotar-ийн ердийн цөмийг хөгжүүлэхийн тулд хатуу спортын бөмбөгний параметрийн нөлөөллийн шинж чанарууд
Энэхүү судалгааны гол зорилго нь цохилтын үед гулсуурын голын динамик байдлыг тодорхойлох явдал юм.Бөмбөлөгний наалдамхай шинж чанарыг янз бүрийн цохилтын хурдаар гүйцэтгэсэн.Орчин үеийн полимер бөмбөрцөг нь деформацийн хурдад мэдрэмтгий байдаг бол уламжлалт олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй бөмбөрцөг нь омогоос хамааралтай байдаг.Шугаман бус наалдамхай уян харимхай урвалыг хөшүүн байдлын хоёр утгаар тодорхойлно: анхны хөшүүн чанар ба их хэмжээний хөшүүн чанар.Уламжлалт бөмбөг нь хурднаас хамааран орчин үеийн бөмбөгнөөс 2.5 дахин хатуу байдаг.Уламжлалт бөмбөлгүүдийн хөшүүн байдлын өсөлтийн хурд нь орчин үеийн бөмбөгтэй харьцуулахад хурдтай харьцуулахад шугаман бус COR-ийг бий болгодог.Динамик хөшүүн байдлын үр дүн нь бараг статик туршилтууд болон пүршний онолын тэгшитгэлүүдийн хязгаарлагдмал хэрэглээг харуулж байна.Бөмбөрцөг хэлбэрийн хэв гажилтын зан үйлийн дүн шинжилгээ нь хүндийн төвийн шилжилт ба диаметрийн шахалт нь бүх төрлийн бөмбөрцөгт нийцэхгүй байгааг харуулж байна.Өргөн хүрээний загварчлалын туршилтаар үйлдвэрлэлийн нөхцлөөс бөмбөгний гүйцэтгэлд үзүүлэх нөлөөг судалсан.Температур, даралт, материалын найрлагын үйлдвэрлэлийн параметрүүд нь янз бүрийн бөмбөг үйлдвэрлэхэд өөр өөр байдаг.Полимерийн хатуулаг нь хөшүүн чанарт нөлөөлдөг боловч эрчим хүчний алдагдалд нөлөөлдөггүй, хөшүүн байдлыг нэмэгдүүлэх нь бөмбөгний хөшүүн байдлыг нэмэгдүүлдэг.Бөмбөлөг үүсгэгч нэмэлтүүд нь бөмбөгний реактив байдалд нөлөөлдөг, нэмэлтүүдийн хэмжээ ихсэх нь бөмбөгний реактив чанар буурахад хүргэдэг боловч энэ нөлөө нь полимер зэрэгт мэдрэмтгий байдаг.Бөмбөлөг цохилтонд үзүүлэх хариу үйлдлийг загварчлахын тулд гурван математик загвар ашиглан тоон шинжилгээг хийсэн.Эхний загвар нь өмнө нь бусад төрлийн бөмбөгөнд амжилттай ашиглагдаж байсан ч бөмбөгний зан төлөвийг зөвхөн хязгаарлагдмал хэмжээгээр хуулбарлах чадвартай болох нь батлагдсан.Хоёрдахь загвар нь бөмбөлөгт цохилтын хариу урвалын боломжийн дүрслэлийг харуулсан бөгөөд энэ нь туршилтанд хамрагдсан бүх төрлийн бөмбөлөгт ерөнхийдөө хамааралтай байсан боловч хүчний шилжилтийн хариу урвалын таамаглалын нарийвчлал нь өргөн цар хүрээтэй хэрэгжүүлэхэд шаардагдахтай адил өндөр биш байв.Гурав дахь загвар нь бөмбөгний хариу үйлдлийг загварчлахдаа илүү сайн нарийвчлалыг харуулсан.Энэ загварын загвараас гаргаж авсан хүчний утга нь туршилтын өгөгдөлтэй 95% нийцэж байна.
Энэ ажил хоёр үндсэн зорилгод хүрсэн.Нэг нь өндөр температурт хялгасан судасны вискозиметрийн загвар, үйлдвэрлэл, хоёр дахь нь дизайн хийхэд туслах, харьцуулах зорилгоор өгөгдөл өгөх хагас хатуу металлын урсгалын загварчлал юм.Өндөр температурт хялгасан судасны вискозиметрийг барьж, анхны туршилтанд ашигласан.Уг төхөөрөмжийг үйлдвэрт ашигладагтай төстэй өндөр температур, зүсэлтийн хурдтай нөхцөлд хагас хатуу металлын зуурамтгай чанарыг хэмжихэд ашиглах болно.Капилляр вискозиметр нь наалдамхай чанар нь даралтын уналттай шууд пропорциональ, урсгалтай урвуу пропорциональ байдаг тул капилляр дахь урсгал ба даралтын уналтыг хэмжих замаар зуурамтгай чанарыг тооцоолох боломжтой нэг цэгийн систем юм.Загварын шалгуурт 800ºC хүртэл сайн хяналттай температур, 10,000 с-1-ээс дээш шахах зүсэлтийн хурд, хяналттай тарилгын профайл зэрэг шаардлагууд орно.Тооцооллын шингэний динамикийн (CFD) FLUENT программыг ашиглан хоёр хэмжээст хоёр үе шаттай онолын цаг хугацаанаас хамааралтай загварыг боловсруулсан.Үүнийг 0,075, 0,5 ба 1 м/с шахах хурдтайгаар зохион бүтээсэн капилляр вискозиметрээр дамжин өнгөрөх хагас хатуу металлын зуурамтгай чанарыг үнэлэхэд ашигласан.0.25-аас 0.50 хүртэлх металлын хатуу хэсгийн (fs) нөлөөллийг мөн судалсан.Fluent загварыг боловсруулахад ашигласан хүч чадлын хуулийн зуурамтгай байдлын тэгшитгэлийн хувьд эдгээр параметрүүд болон үүссэн зуурамтгай чанар хоёрын хооронд хүчтэй хамаарал байгааг тэмдэглэв.
Энэхүү баримт бичиг нь багцын бордооны процесст Al-SiC металл матрицын нийлмэл материал (MMC) үйлдвэрлэхэд процессын параметрүүдийн нөлөөг судалсан болно.Судалгаанд хамрагдсан процессын параметрүүдэд хутгагчийн хурд, хутгуурын хугацаа, хутгуурын геометр, хутгагчийн байрлал, металл шингэний температур (наалдамхай чанар) багтсан.Үзэгдэх загварчлалыг өрөөний температурт (25±C), компьютерийн симуляци болон MMC Al-SiC үйлдвэрлэх баталгаажуулалтын туршилтуудыг хийсэн.Харааны болон компьютерийн симуляцид шингэн ба хагас хатуу хөнгөн цагааныг тус тусад нь ус, глицерин/ус ашигласан.1, 300, 500, 800, 1000 мПа с зуурамтгай чанар, 50, 100, 150, 200, 250, 300 эрг / мин-ийн хутгах хурдны нөлөөг судалсан.Нэг хэсэг тутамд 10 ширхэг.Хөнгөн цагааны MMK-д ашигладагтай төстэй % хүчитгэсэн SiC тоосонцорыг дүрслэл болон тооцооллын туршилтанд ашигласан.Дүрслэх туршилтыг тунгалаг шилэн аяганд хийсэн.Тооцооллын загварчлалыг Fluent (CFD программ) болон нэмэлт MixSim багц ашиглан гүйцэтгэсэн.Үүнд Эйлерийн (мөхлөгт) загварыг ашиглан 2 хэмжээст тэнхлэгт тэгш хэмтэй олон фазын хугацаанаас хамаарах үйлдвэрлэлийн маршрутын загварчлал орно.Бөөмийн тархалтын хугацаа, тунгаах хугацаа, эргэлтийн өндөр нь холигч геометр ба хутгуурын эргэлтийн хурдаас хамааралтай болохыг тогтоосон.Сэлүүртэй хутгуурын хувьд 60 градусын сэлүүр өнцөг нь бөөмсийн жигд тархалтыг хурдан гаргахад илүү тохиромжтой болохыг тогтоожээ.Эдгээр туршилтуудын үр дүнд SiC-ийн жигд тархалтыг бий болгохын тулд хутгах хурд нь ус-SiC системд 150 эрг / мин, глицерол/ус-SiC системд 300 эрг / мин байна.Зуурамтгай чанарыг 1 мПа·с (шингэн металлын хувьд) -аас 300 мПа·с (хагас хатуу металлын хувьд) хүртэл нэмэгдүүлэх нь SiC-ийн тархалт, хуримтлуулах хугацаанд асар их нөлөө үзүүлсэн нь тогтоогдсон.Гэхдээ 300 мПа·с-аас 1000 мПа·с хүртэл нэмэгдэх нь энэ хугацаанд бага нөлөө үзүүлдэг.Энэхүү ажлын чухал хэсэг нь энэхүү өндөр температурт боловсруулалтын аргад зориулагдсан хурдан хатууруулах цутгах машиныг зохион бүтээх, бүтээх, баталгаажуулах ажлыг багтаасан болно.Уг машин нь 60 градусын өнцөгт дөрвөн хавтгай иртэй хутгагч, эсэргүүцэлтэй халаалттай зуухны камерт тигельээс бүрдэнэ.Суурилуулалт нь боловсруулсан хольцыг хурдан унтраадаг идэвхжүүлэгчийг агуулдаг.Энэхүү төхөөрөмжийг Al-SiC нийлмэл материал үйлдвэрлэхэд ашигладаг.Ерөнхийдөө дүрслэл, тооцоолол, туршилтын туршилтын үр дүнгийн хооронд сайн тохиролцоо олдсон.
Сүүлийн 10 жилд томоохон хэмжээний хэрэглээнд зориулан боловсруулсан олон төрлийн хурдан загварчлалын (RP) техникүүд байдаг.Өнөөдөр худалдаанд гарсан хурдан загварчлалын системүүд нь цаас, лав, гэрлээр хатуурдаг давирхай, полимер, шинэ металл нунтаг зэргийг ашиглан төрөл бүрийн технологийг ашигладаг.Төслийн хүрээнд 1991 онд анх худалдаанд гарсан "Fsed Deposition Modeling" хэмээх хурдан загварчлалын аргыг багтаасан бөгөөд уг ажилд лав ашиглан гадаргууг бүрэх аргаар загварчлах системийн шинэ хувилбарыг боловсруулж ашигласан болно.Энэхүү төсөл нь системийн үндсэн загвар болон лав хуримтлуулах аргыг тодорхойлсон.FDM машинууд нь хагас хайлсан материалыг халаасан хошуугаар дамжуулан урьдчилан тодорхойлсон хэв маягаар тавцан дээр шахаж эд ангиудыг бүтээдэг.Шахмал цорго нь компьютерийн системээр удирддаг XY ширээн дээр суурилагдсан.Шахуургын механизмын автомат удирдлага, хадгалуулагчийн байрлалтай хослуулан үнэн зөв загваруудыг үйлдвэрлэдэг.Нэг давхар лавыг давхарлан давхарлаж, 2 хэмжээст ба 3 хэмжээст объектуудыг бүтээдэг.Загваруудын үйлдвэрлэлийн процессыг оновчтой болгохын тулд лавны шинж чанарыг мөн шинжилсэн.Үүнд лавын фазын шилжилтийн температур, лавын зуурамтгай чанар, боловсруулах явцад унасан лав хэлбэр зэрэг орно.
Сүүлийн таван жилийн хугацаанд Дублин хотын их сургуулийн Шинжлэх ухааны кластерийн судалгааны багууд микрон хэмжээтэй дахин давтагдахуйц суваг, воксел үүсгэх боломжтой лазерын бичил боловсруулалтын хоёр процессыг боловсруулсан.Энэ ажлын гол зорилго нь зорилтот биомолекулуудыг тусгаарлахын тулд захиалгат материалыг ашиглах явдал юм.Урьдчилсан ажил нь тусгаарлах чадварыг сайжруулахын тулд хялгасан судсыг холих, гадаргуугийн сувгийн шинэ морфологийг бий болгож болохыг харуулж байна.Энэхүү ажил нь биологийн системийг илүү сайн тусгаарлах, шинж чанарыг тодорхойлох боломжийг олгодог гадаргуугийн геометр, сувгийг төлөвлөхөд бэлэн байгаа бичил боловсруулах хэрэгслийг ашиглахад чиглэнэ.Эдгээр системийг ашиглахдаа био оношилгооны зорилгоор чип дээр лабораторийн аргыг баримтална.Энэхүү боловсруулсан технологийг ашиглан хийсэн төхөөрөмжийг төслийн микрофлюидик лабораторид чип дээр ашиглах болно.Төслийн зорилго нь лазерын боловсруулалтын параметрүүд болон микро болон нано хэмжээний сувгийн шинж чанаруудын хооронд шууд хамаарлыг бий болгох туршилтын дизайн, оновчлол, симуляцийн арга техникийг ашиглах, эдгээр микротехнологи дахь тусгаарлах сувгийг сайжруулахад энэхүү мэдээллийг ашиглах явдал юм.Ажлын тодорхой үр дүнд: тусгаарлах шинжлэх ухааныг сайжруулахын тулд сувгийн дизайн, гадаргуугийн морфологи;нэгдсэн чипс дэх шахах, олборлох цул үе шатууд;сонгосон болон олборлосон зорилтот биомолекулуудыг нэгдсэн чип дээр салгах.
Peltier массив ба хэт улаан туяаны термографийг ашиглан хялгасан судасны LC баганын дагуух түр зуурын температурын градиент ба уртын профилийг үүсгэх, хянах
Цуврал зохион байгуулалттай дангаар нь удирддаг термоэлектрик Peltier эсүүдийг ашиглах үндсэн дээр хялгасан судасны баганын температурыг нарийн хянах шинэ шууд контакт платформыг боловсруулсан.Энэхүү платформ нь хялгасан болон микро LC баганын температурыг хурдан хянах боломжийг олгодог бөгөөд цаг хугацааны болон орон зайн температурыг нэгэн зэрэг програмчлах боломжийг олгодог.Уг платформ нь 15-аас 200°С-ийн температурын хязгаарт, 10 зэрэгцсэн Пелтиер эс тус бүрд ойролцоогоор 400°С/мин хурдтай ажилладаг.Систем нь баганын статик температурын градиент ба түр зуурын температурын градиент, температурын нарийн хяналттай градиент, полимержсэн хялгасан судасны цул хэмжилт зэрэг шугаман болон шугаман бус профиль бүхий температурын градиентийг шууд хэрэглэх зэрэг хэд хэдэн стандарт бус хялгасан судсанд суурилсан хэмжилтийн горимд үнэлэгдсэн. суурин үе шатууд, микрофлюидик суваг дахь цул фазыг үйлдвэрлэх (чип дээр).Энэ хэрэгслийг стандарт болон баганын хроматографийн системд ашиглаж болно.
Жижиг аналитыг урьдчилан баяжуулах зориулалттай хоёр хэмжээст хавтгай микрофлюидик төхөөрөмж дэх электрогидродинамик фокус.
Энэхүү ажилд электрогидродинамик фокус (EHDF) болон фотон дамжуулалтыг урьдчилан баяжуулах, төрөл зүйлийг тодорхойлоход туслах зэрэг орно.EHDF нь гидродинамик болон цахилгаан хүчний хоорондын тэнцвэрийг тогтооход үндэслэсэн ион тэнцвэржүүлсэн фокуслах арга бөгөөд үүнд сонирхсон ионууд хөдөлгөөнгүй болдог.Энэхүү судалгаа нь ердийн микро сувгийн системийн оронд 2 хэмжээст нээлттэй 2 хэмжээст хавтгай орон зайн хавтгай микрофлюидик төхөөрөмжийг ашиглах шинэ аргыг танилцуулж байна.Ийм төхөөрөмж нь их хэмжээний бодисыг урьдчилан төвлөрүүлж чаддаг бөгөөд үйлдвэрлэхэд харьцангуй хялбар байдаг.Энэхүү судалгаа нь COMSOL Multiphysics® 3.5a ашиглан шинээр боловсруулсан загварчлалын үр дүнг танилцуулж байна.Эдгээр загваруудын үр дүнг туршилтын үр дүнтэй харьцуулж, тодорхойлогдсон урсгалын геометр болон өндөр концентрацитай хэсгүүдийг туршиж үзсэн.Боловсруулсан тоон микрофлюидийн загварыг өмнө нь хэвлэгдсэн туршилтуудтай харьцуулсан бөгөөд үр дүн нь маш нийцтэй байв.Эдгээр загварчлалд үндэслэн EHDF-ийн оновчтой нөхцлийг бүрдүүлэх шинэ төрлийн хөлөг онгоцыг судалжээ.Чип ашигласан туршилтын үр дүн нь загварын гүйцэтгэлээс илүү гарсан.Үйлдвэрлэсэн микрофлюидик чипүүдэд судалж буй бодис нь хэрэглэсэн хүчдэлд перпендикуляр төвлөрөх үед хажуугийн EGDP гэж нэрлэгддэг шинэ горим ажиглагдсан.Учир нь илрүүлэх, дүрслэх нь ийм урьдчилан баяжуулах, төрөл зүйлийг таних системийн гол хэсэг юм.Хоёр хэмжээст бичил шингэн систем дэх гэрлийн тархалт ба гэрлийн эрчмийн тархалтын тоон загвар, туршилтын баталгаажуулалтыг үзүүлэв.Гэрлийн тархалтын боловсруулсан тоон загварыг системээр дамжин өнгөрөх гэрлийн бодит зам, эрчим хүчний тархалтын хувьд туршилтаар амжилттай баталгаажуулсан нь фотополимержих системийг оновчтой болгох, түүнчлэн оптик илрүүлэх системд сонирхолтой байж болох үр дүнг өгсөн. хялгасан судсыг ашиглан..
Геометрээс хамааран микро бүтцийг харилцаа холбоо, микрофлюидик, микросенсор, мэдээллийн агуулах, шил зүсэх, гоёл чимэглэлийн тэмдэглэгээ хийхэд ашиглаж болно.Энэхүү ажилд Nd:YVO4 ба CO2 лазерын системийн параметрүүдийн тохиргоо болон бичил бүтцийн хэмжээ, морфологийн хоорондын хамаарлыг судалсан.Лазер системийн судлагдсан параметрүүдэд P хүч, импульсийн давталтын хурд PRF, импульсийн тоо N болон скан хийх хурд U орно. Хэмжсэн гаралтын хэмжээсүүдэд вокселийн эквивалент диаметр, түүнчлэн микро сувгийн өргөн, гүн, гадаргуугийн тэгш бус байдал орно.Nd:YVO4 лазер (2.5 Вт, 1.604 μм, 80 ns) ашиглан поликарбонат сорьцын доторх бичил бүтцийг бий болгохын тулд 3D микро боловсруулах системийг боловсруулсан.Бичил бүтцийн вокселууд нь 48-181 микрон диаметртэй байдаг.Энэхүү систем нь сод шохойн шил, хайлсан цахиур, индранил дээжинд 5-10 микрон хэмжээтэй жижиг воксэл үүсгэхийн тулд микроскопын объектуудыг ашиглан нарийн фокусыг өгдөг.Сод шохойн шилний дээжинд бичил суваг үүсгэхийн тулд CO2 лазерыг (1.5 кВт, 10.6 μм, импульсийн хамгийн бага үргэлжлэх хугацаа 26 μs) ашигласан.Бичил сувгийн хөндлөн огтлолын хэлбэр нь v-ховил, u-ховил, өнгөц аблаци хийх газруудын хооронд ихээхэн ялгаатай байв.Микро сувгийн хэмжээ нь мөн маш их ялгаатай: 81-365 мкм өргөн, 3-аас 379 мкм гүн, гадаргуугийн барзгар байдал нь суурилуулалтаас хамааран 2-оос 13 микрон хүртэл байна.Бичил сувгийн хэмжээг лазер боловсруулах параметрийн дагуу хариу аргачлал (RSM) болон туршилтын загвар (DOE) ашиглан шалгасан.Цуглуулсан үр дүнг процессын параметрүүдийн эзэлхүүний болон массын салалтын хурдад үзүүлэх нөлөөг судлахад ашигласан.Нэмж дурдахад үйл явцыг ойлгоход туслах дулааны процессын математик загварыг боловсруулж, бодит үйлдвэрлэхээс өмнө сувгийн топологийг урьдчилан таамаглах боломжийг олгодог.
Хэмжилзүйн салбар нь гадаргуугийн барзгар байдлын параметрүүдийг тооцоолох, загварчлах эсвэл урвуу инженерчлэл хийх зорилгоор цэгийн үүл (нэг буюу хэд хэдэн гадаргууг дүрсэлсэн гурван хэмжээст цэгийн багц) үүсгэх зэрэг гадаргуугийн топографийг үнэн зөв, хурдан судалж, дижитал хэлбэрт оруулах шинэ арга замыг үргэлж эрэлхийлдэг.системүүд байдаг бөгөөд сүүлийн 10 жилийн хугацаанд оптик системүүд түгээмэл болсон боловч ихэнх оптик профайлууд нь худалдан авах, засвар үйлчилгээ хийхэд үнэтэй байдаг.Системийн төрлөөс хамааран оптик профайлыг загварчлахад хэцүү байж болох бөгөөд эмзэг байдал нь ихэнх дэлгүүр эсвэл үйлдвэрийн хэрэглээнд тохиромжгүй байж болно.Энэ төсөл нь оптик гурвалжингийн зарчмуудыг ашиглан профиль үүсгэгчийг хөгжүүлэх асуудлыг хамарна.Боловсруулсан систем нь 200 х 120 мм хэмжээтэй сканнерын хүснэгттэй, 5 мм-ийн босоо хэмжилтийн хүрээтэй.Зорилтот гадаргуу дээрх лазер мэдрэгчийн байрлалыг мөн 15 мм-ээр тохируулах боломжтой.Хэрэглэгчийн сонгосон эд анги, гадаргуугийн талбайг автоматаар сканнердах хяналтын программыг боловсруулсан.Энэхүү шинэ систем нь хэмжээсийн нарийвчлалаар тодорхойлогддог.Системийн хэмжсэн хамгийн их косинусын алдаа нь 0.07 ° байна.Системийн динамик нарийвчлалыг Z тэнхлэгт (өндөр) 2 μм, X ба Y тэнхлэгт 10 μм орчим хэмждэг.Сканнердсан хэсгүүдийн хэмжээ (зоос, эрэг, угаагч, шилэн линз) сайн байсан.Профайлын хязгаарлалт, системийн сайжруулалтыг багтаасан системийн туршилтыг мөн хэлэлцэх болно.
Энэхүү төслийн зорилго нь гадаргуугийн согогийг шалгах шинэ оптик өндөр хурдны онлайн системийг боловсруулж, шинж чанарыг тодорхойлох явдал юм.Хяналтын систем нь оптик гурвалжингийн зарчим дээр суурилдаг бөгөөд сарнисан гадаргуугийн гурван хэмжээст дүрсийг тодорхойлох контактгүй аргыг өгдөг.Хөгжлийн системийн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь диодын лазер, CCf15 CMOS камер, компьютерийн удирдлагатай хоёр серво мотор юм.Дээжийн хөдөлгөөн, зураг авах, гадаргуугийн 3 хэмжээст профайлыг LabView программд програмчлагдсан.3D сканнердсан гадаргууг виртуал дүрслэх программ үүсгэж, гадаргуугийн тэгш бус байдлын шаардлагатай параметрүүдийг тооцоолох замаар авсан өгөгдлийг шалгахад хялбар болно.Серво моторууд нь дээжийг X ба Y чиглэлд 0.05 микрон нарийвчлалтайгаар шилжүүлэхэд ашиглагддаг.Боловсруулсан контактгүй онлайн гадаргуугийн профилатор нь хурдан сканнердах, өндөр нарийвчлалтай гадаргууг шалгах боломжтой.Боловсруулсан системийг янз бүрийн дээжийн материалын гадаргуу дээр автомат 2D гадаргуугийн профиль, 3D гадаргуугийн профиль, гадаргуугийн тэгш бус байдлын хэмжилтийг бий болгоход амжилттай ашиглаж байна.Автомат хяналтын төхөөрөмж нь 12 х 12 мм-ийн XY сканнерийн талбайтай.Боловсруулсан профилын системийг тодорхойлох, тохируулахын тулд системээр хэмжсэн гадаргуугийн профилийг оптик микроскоп, дурангийн микроскоп, AFM болон Mitutoyo Surftest-402 ашиглан хэмжсэн ижил гадаргуутай харьцуулсан.
Бүтээгдэхүүний чанар, тэдгээрт ашигласан материалд тавигдах шаардлага улам бүр нэмэгдэж байна.Харааны чанарын баталгаажуулалтын (QA) олон асуудлын шийдэл бол бодит цагийн автоматжуулсан гадаргуугийн хяналтын системийг ашиглах явдал юм.Энэ нь өндөр хүчин чадалтай бүтээгдэхүүний жигд чанарыг шаарддаг.Тиймээс бодит цаг хугацаанд материал, гадаргууг 100% турших чадвартай систем хэрэгтэй.Энэ зорилгод хүрэхийн тулд лазер технологи, компьютерийн удирдлагын технологийг хослуулан үр дүнтэй шийдлийг гаргаж өгдөг.Энэ ажилд өндөр хурдтай, хямд өртөгтэй, өндөр нарийвчлалтай контактгүй лазер сканнерийн системийг зохион бүтээсэн.Систем нь лазерын оптик гурвалжингийн зарчмыг ашиглан хатуу тунгалаг объектын зузааныг хэмжих боломжтой.Боловсруулсан систем нь микрометрийн түвшинд хэмжилтийн нарийвчлал, давтагдах чадварыг баталгаажуулдаг.
Энэхүү төслийн зорилго нь гадаргуугийн согогийг илрүүлэх лазерын хяналтын системийг зохион бүтээх, хөгжүүлэх, өндөр хурдны шугамд ашиглах боломжийг үнэлэх явдал юм.Илрүүлэх системийн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь гэрэлтүүлгийн эх үүсвэр болох лазер диодын модуль, илрүүлэх нэгжийн хувьд CMOS санамсаргүй хандалтын камер, XYZ орчуулгын үе шат юм.Төрөл бүрийн дээжийн гадаргууг сканнердах замаар олж авсан өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийх алгоритмуудыг боловсруулсан.Хяналтын систем нь оптик гурвалжингийн зарчим дээр суурилдаг.Лазер туяа нь дээжийн гадаргуу дээр ташуу тусдаг.Дараа нь гадаргуугийн өндрийн зөрүүг лазер толбоны дээжийн гадаргуу дээрх хэвтээ хөдөлгөөн гэж авна.Энэ нь гурвалжингийн аргыг ашиглан өндрийн хэмжилт хийх боломжийг олгодог.Боловсруулсан илрүүлэх системийг эхлээд мэдрэгчээр хэмжсэн цэгийн шилжилт ба гадаргуугийн босоо шилжилтийн хоорондын хамаарлыг тусгах хөрвүүлэх коэффициентийг олж авахын тулд тохируулга хийдэг.Туршилтыг дээжийн материалын янз бүрийн гадаргуу дээр хийсэн: гууль, хөнгөн цагаан, зэвэрдэггүй ган.Боловсруулсан систем нь ашиглалтын явцад гарсан согогуудын 3D байр зүйн зургийг нарийн гаргах чадвартай.Ойролцоогоор 70 μм орон зайн нарийвчлал, 60 μм гүнийн нарийвчлалтай болсон.Системийн гүйцэтгэлийг хэмжсэн зайны нарийвчлалыг хэмжих замаар баталгаажуулдаг.
Өндөр хурдны шилэн лазер сканнерын системийг үйлдвэрлэлийн автоматжуулсан орчинд гадаргуугийн согогийг илрүүлэхэд ашигладаг.Гадаргуугийн согогийг илрүүлэх илүү орчин үеийн аргууд нь гэрэлтүүлэг, эд ангиудыг илрүүлэхэд зориулсан оптик утас ашиглах явдал юм.Энэхүү диссертацид шинэ өндөр хурдны оптоэлектроник системийг зохион бүтээх, хөгжүүлэх ажлыг багтаасан болно.Энэ нийтлэлд LED (гэрэл ялгаруулах диод) ба лазер диод гэсэн хоёр LED эх үүсвэрийг судалсан болно.Таван ялгаруулах диод ба хүлээн авах таван фотодиодын эгнээ бие биенийхээ эсрэг талд байрладаг.Мэдээллийн цуглуулгыг LabVIEW програмыг ашиглан компьютерээр удирдаж, дүн шинжилгээ хийдэг.Уг систем нь янз бүрийн материалын нүх (1 мм), сохор нүх (2 мм), ховил зэрэг гадаргуугийн согогийн хэмжээг хэмжихэд ашиглагддаг.Үр дүнгээс харахад уг систем нь үндсэндээ 2D скан хийхэд зориулагдсан боловч хязгаарлагдмал 3D дүрслэлийн системээр ажиллах боломжтой.Систем нь мөн судлагдсан бүх металл материалууд хэт улаан туяаны дохиог тусгах чадвартай болохыг харуулсан.Налуу утаснуудын массивыг ашиглан шинээр боловсруулсан арга нь системийн хамгийн дээд нарийвчлал нь ойролцоогоор 100 μм (шилэнгийн диаметрийг цуглуулах) бүхий тохируулж болох нарийвчлалд хүрэх боломжийг олгодог.Энэхүү системийг гадаргуугийн профиль, гадаргуугийн тэгш бус байдал, зузаан, янз бүрийн материалын тусгалыг хэмжихэд амжилттай ашиглаж байна.Энэ системээр хөнгөн цагаан, зэвэрдэггүй ган, гууль, зэс, туффнол, поликарбонатыг турших боломжтой.Энэхүү шинэ системийн давуу тал нь илүү хурдан илрүүлэх, бага зардал, жижиг хэмжээ, өндөр нарийвчлал, уян хатан байдал юм.
Байгаль орчны мэдрэгчийн шинэ технологийг нэгтгэх, ашиглах шинэ системийг зохион бүтээх, бүтээх, турших.Ялангуяа ялгадасын бактерийг хянах програмуудад тохиромжтой
Эрчим хүчний хангамжийг сайжруулахын тулд цахиурын нарны PV хавтангийн бичил нано бүтцийг өөрчлөх нь
Өнөөдөр дэлхийн нийгэмд тулгарч буй инженерийн томоохон сорилтуудын нэг бол тогтвортой эрчим хүчний хангамж юм.Нийгэм сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрт ихээхэн найдаж эхлэх цаг болжээ.Нар дэлхийг чөлөөт эрчим хүчээр хангадаг боловч энэ энергийг цахилгаан хэлбэрээр ашиглах орчин үеийн аргууд нь зарим хязгаарлалттай байдаг.Фотоволтайк эсийн хувьд гол асуудал нь нарны эрчим хүчийг цуглуулах үр ашиг хангалтгүй байдаг.Шилэн субстрат, устөрөгчжүүлсэн цахиур, цайрын ислийн давхарга зэрэг фотоволтайк идэвхтэй давхаргын хооронд харилцан холболт үүсгэхийн тулд лазерын бичил боловсруулалтыг ихэвчлэн ашигладаг.Нарны зайн гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлэх замаар, жишээлбэл, микромашинжуулалтаар илүү их энерги гаргаж авах боломжтой гэдгийг мэддэг.Нано хэмжээст гадаргуугийн профайл нарны зайн энерги шингээх үр ашигт нөлөөлдөг болохыг харуулсан.Энэхүү нийтлэлийн зорилго нь нарны зайн бичил, нано болон мезо масштабын бүтцийг илүү өндөр эрчим хүчээр хангахын тулд дасан зохицох ашиг тусыг судлах явдал юм.Ийм бичил бүтэц, нано бүтцийн технологийн параметрүүдийг өөрчлөх нь гадаргуугийн топологид үзүүлэх нөлөөллийг судлах боломжийг олгоно.Туршилтаар хянагддаг цахилгаан соронзон гэрлийн нөлөөгөөр эсүүд үйлдвэрлэсэн энергийг турших болно.Эсийн үр ашиг, гадаргуугийн бүтэц хоёрын хооронд шууд хамаарал бий болно.
Металл матрицын нийлмэл материалууд (MMCs) нь инженерчлэл, электроникийн бүтцийн материалын үүрэг гүйцэтгэх үндсэн нэр дэвшигчид болж байна.Хөнгөн цагаан (Al) ба зэс (Cu) нь маш сайн дулааны шинж чанар (жишээ нь бага дулаан тэлэлтийн коэффициент (CTE), өндөр дулаан дамжуулалт) болон сайжруулсан механик шинж чанар (жишээ нь өндөр хувийн хүч чадал, илүү сайн гүйцэтгэл) -ийн улмаас SiC-ээр бэхжүүлсэн.Энэ нь элэгдэлд тэсвэртэй, тодорхой модулийн хувьд янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг.Сүүлийн үед эдгээр өндөр керамик MMC нь электрон багц дахь температурын хяналтын хэрэглээний өөр нэг чиг хандлага болж байна.Ихэвчлэн цахилгаан төхөөрөмжийн багцад хөнгөн цагаан (Al) эсвэл зэс (Cu) нь чип болон холбогдох зүү бүтцийг зөөвөрлөх керамик субстраттай холбохын тулд халаагч эсвэл суурь хавтан болгон ашигладаг.Керамик ба хөнгөн цагаан эсвэл зэсийн хоорондох дулааны тэлэлтийн коэффициентийн (CTE) том ялгаа нь сул тал юм, учир нь энэ нь савлагааны найдвартай байдлыг бууруулж, мөн субстрат дээр бэхлэгдэх керамик субстратын хэмжээг хязгаарладаг.
Энэхүү дутагдлыг харгалзан дулааны сайжруулсан материалын хувьд эдгээр шаардлагыг хангасан шинэ материалыг боловсруулах, судлах, тодорхойлох боломжтой болсон.Дулаан дамжуулалт болон дулааны тэлэлтийн коэффициент (CTE) шинж чанар сайжирсан тул MMC CuSiC болон AlSiC нь одоо электроникийн савлагаанд тохиромжтой шийдэл болж байна.Энэхүү ажил нь эдгээр ММС-ийн өвөрмөц термофизик шинж чанарууд болон электрон багцын дулааны менежментэд ашиглах боломжуудыг үнэлэх болно.
Нефтийн компаниуд нүүрстөрөгч болон бага хайлштай гангаар хийсэн газрын тос, байгалийн хийн үйлдвэрлэлийн системийн гагнуурын бүсэд ихээхэн зэврэлтийг мэдэрдэг.CO2 агуулсан орчинд зэврэлтээс үүдэлтэй гэмтэл нь ихэвчлэн нүүрстөрөгчийн гангийн янз бүрийн бичил бүтэц дээр хуримтлагдсан хамгаалалтын зэврэлтээс хамгаалах хальсны бат бэхийн зөрүүтэй холбоотой байдаг.Гагнуурын металл (WM) ба дулааны нөлөөлөлд өртсөн бүс (HAZ) дахь орон нутгийн зэврэлт нь хайлшийн найрлага, бичил бүтцийн ялгаатай байдлаас шалтгаалж гальваник нөлөөллөөс шалтгаална.Зөөлөн ган гагнасан холболтын зэврэлтэнд бичил бүтцийн нөлөөллийг ойлгохын тулд үндсэн металл (PM), WM, HAZ-ийн бичил бүтцийн шинж чанарыг судалсан.Зэврэлтийн туршилтыг СО2-аар ханасан 3.5% NaCl уусмалд хүчилтөрөгчгүйжүүлсэн нөхцөлд тасалгааны температурт (20±2°C), рН 4.0±0.3-д хийсэн.Зэврэлтийн шинж чанарыг задгай хэлхээний потенциал, потенциодинамик сканнердах ба шугаман туйлшралын эсэргүүцлийг тодорхойлох цахилгаан химийн аргууд, түүнчлэн оптик микроскоп ашиглан ерөнхий металлографийн шинж чанарыг ашиглан хийсэн.Илэрсэн гол морфологийн үе шатууд нь феррит, хадгалагдсан аустенит, WM дахь мартенсит-бейнит бүтэц юм.Тэд HAZ-д бага тохиолддог.PM, VM, HAZ-д мэдэгдэхүйц ялгаатай цахилгаан химийн үйл ажиллагаа ба зэврэлтийн түвшин илэрсэн.
Энэхүү төслийн хүрээнд хийж буй ажил нь гүний насосны цахилгааны үр ашгийг дээшлүүлэх зорилготой юм.ЕХ-ны шинэ хууль тогтоомжийг нэвтрүүлснээр насосны үйлдвэрлэлд энэ чиглэлд шилжих шаардлага сүүлийн үед нэмэгдэж байгаа бөгөөд энэ нь салбарыг бүхэлд нь шинэ, илүү өндөр үр ашигтай байлгахыг шаарддаг.Энэхүү баримт бичигт насосны ороомог талбайг хөргөх зориулалттай хөргөлтийн хүрэм ашиглахад дүн шинжилгээ хийж, дизайныг сайжруулахыг санал болгож байна.Ялангуяа ажиллаж байгаа насосны хөргөлтийн хүрэм дэх шингэний урсгал ба дулаан дамжуулалтыг тодорхойлдог.Хүрэмний дизайныг сайжруулснаар насосны хөдөлгүүрийн хэсэгт дулаан дамжуулалтыг сайжруулж, насосны үр ашгийг дээшлүүлж, өдөөлтийг багасгах болно.Энэ ажилд хуурай нүхэнд суурилуулсан насосны туршилтын системийг одоо байгаа 250 м3 туршилтын саванд нэмсэн.Энэ нь урсгалын талбайг өндөр хурдтай камераар хянах, насосны яндангийн дулааны дүрсийг авах боломжийг олгодог.CFD шинжилгээгээр баталгаажуулсан урсгалын талбар нь ажлын температурыг аль болох бага байлгахын тулд туршилт хийх, турших, өөр загваруудыг харьцуулах боломжийг олгодог.M60-4 туйлын шахуургын анхны загвар нь хамгийн их гадаад насосны яндангийн температурыг 45 ° C, статорын хамгийн их температурыг 90 ° C хүртэл тэсвэрлэдэг.Төрөл бүрийн загвар дизайны дүн шинжилгээ нь илүү үр ашигтай системд аль загвар нь илүү ашигтай, алийг нь ашиглах ёсгүйг харуулдаг.Ялангуяа, нэгдсэн хөргөлтийн ороомгийн загвар нь анхны загвартай харьцуулахад ямар ч сайжруулалтгүй байна.Сэнсний ирний тоог дөрвөөс найм болгон нэмэгдүүлснээр яндангийн хэмжсэн ажлын температурыг Цельсийн долоон градусаар бууруулсан.
Металл боловсруулахад өндөр эрчим хүчний нягтрал ба өртөх хугацааг багасгах нь гадаргуугийн бичил бүтцийг өөрчлөхөд хүргэдэг.Лазерын процессын параметрүүд болон хөргөлтийн хурдны оновчтой хослолыг олж авах нь үр тарианы бүтцийг өөрчлөх, материалын гадаргуугийн трибологийн шинж чанарыг сайжруулахад чухал ач холбогдолтой юм.Энэхүү судалгааны гол зорилго нь хурдан импульсийн лазер боловсруулалт нь худалдаанд байгаа металл биоматериалуудын трибологийн шинж чанарт үзүүлэх нөлөөг судлах явдал байв.Энэхүү ажил нь AISI 316L ба Ti-6Al-4V зэвэрдэггүй гангийн гадаргууг лазераар өөрчлөхөд зориулагдсан болно.1.5 кВт-ын хүчин чадалтай СО2-ийн импульсийн лазерыг лазерын процессын янз бүрийн параметрүүд болон үүссэн гадаргуугийн бичил бүтэц, морфологийн нөлөөллийг судлахад ашигласан.Лазерын цацрагийн чиглэлд перпендикуляр эргүүлсэн цилиндр дээжийг ашиглан лазерын цацрагийн эрч хүч, өртөх хугацаа, энергийн урсгалын нягтрал, импульсийн өргөнийг өөрчилсөн.Шинж чанарыг SEM, EDX, зүү барзгар байдлын хэмжилт, XRD шинжилгээ ашиглан гүйцэтгэсэн.Туршилтын үйл явцын анхны параметрүүдийг тогтоохын тулд гадаргуугийн температурыг урьдчилан таамаглах загварыг мөн хэрэгжүүлсэн.Дараа нь хайлсан гангийн гадаргууг лазераар боловсруулах хэд хэдэн тодорхой параметрүүдийг тодорхойлохын тулд процессын зураглалыг хийсэн.Боловсруулсан дээжийн гэрэлтүүлэг, өртөх хугацаа, боловсруулалтын гүн, барзгар байдал хоёрын хооронд хүчтэй хамаарал байдаг.Бичил бүтцийн өөрчлөлтийн гүн, барзгар байдал ихсэх нь өртөлтийн түвшин болон өртөх хугацаа өндөртэй холбоотой байв.Боловсруулсан талбайн барзгар байдал, гүнд дүн шинжилгээ хийснээр эрчим хүчний урсгал болон гадаргуугийн температурын загварууд нь гадаргуу дээр хайлах түвшинг урьдчилан таамаглахад ашигладаг.Лазер туяаны харилцан үйлчлэлийн хугацаа нэмэгдэхийн хэрээр гангийн гадаргуугийн тэгш бус байдал нь судлагдсан янз бүрийн импульсийн энергийн түвшинд нэмэгддэг.Гадаргуугийн бүтэц нь талстуудын хэвийн байрлалыг хадгалж байгаа нь ажиглагдсан бол лазераар эмчилсэн хэсгүүдэд тарианы чиглэлийн өөрчлөлт ажиглагдсан.
Эд эсийн стрессийн зан үйлийн дүн шинжилгээ ба шинж чанар, түүний тулгуурын дизайнд үзүүлэх нөлөө
Энэ төслийн хүрээнд ясны бүтцийн механик шинж чанар, эд эсийн хөгжилд гүйцэтгэх үүрэг, тулгуурын ачаалал, суналтын хамгийн их тархалтыг ойлгохын тулд хэд хэдэн өөр шат дамжлага геометрийг боловсруулж, төгсгөлийн элементийн шинжилгээг хийсэн.CAD-ийн тусламжтайгаар зохион бүтээгдсэн барилгын тавцангийн бүтцээс гадна трабекуляр ясны дээжийн тооцоолсон томограф (CT) шинжилгээг цуглуулсан.Эдгээр загварууд нь прототипийг бүтээх, турших, мөн эдгээр дизайны FEM-ийг гүйцэтгэх боломжийг олгодог.Микродеформацийн механик хэмжилтийг гуяны толгойн ясны хийц ба трабекуляр сорьцууд дээр хийсэн бөгөөд эдгээр үр дүнг FEA-ийн ижил бүтцийн хувьд олж авсан үр дүнтэй харьцуулсан.Механик шинж чанар нь төлөвлөсөн нүхний хэлбэр (бүтэц), нүхний хэмжээ (120, 340 ба 600 мкм) болон ачаалах нөхцлөөс (ачих блоктой эсвэл блокгүй) хамаардаг гэж үздэг.Эдгээр үзүүлэлтүүдийн өөрчлөлтийг 8 мм3, 22.7 мм3, 1000 мм3 хэмжээтэй сүвэрхэг хүрээнүүдийн хүчдэлийн тархалтад үзүүлэх нөлөөг иж бүрэн судлах зорилгоор судалсан.Туршилт, загварчлалын үр дүнгээс харахад бүтцийн геометрийн загвар нь стрессийг хуваарилахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд ясны нөхөн төлжилтийг сайжруулахад хүрээний дизайны асар их боломжийг онцлон харуулж байна.Ерөнхийдөө хамгийн их стрессийн түвшинг тодорхойлоход нүхний хэмжээ нь сүвэрхэг байдлын түвшингээс илүү чухал байдаг.Гэсэн хэдий ч сүвэрхэг байдлын түвшин нь шат дамжлага байгууламжийн остео дамжуулалтыг тодорхойлоход чухал ач холбогдолтой.Сүвэрхэг байдлын түвшин 30% -иас 70% хүртэл өсөхөд хамгийн их хүчдэлийн утга нь ижил нүхний хэмжээтэй харьцуулахад мэдэгдэхүйц нэмэгддэг.
Шатны нүхний хэмжээ нь үйлдвэрлэх аргад бас чухал юм.Хурдан прототип хийх орчин үеийн бүх аргууд нь тодорхой хязгаарлалттай байдаг.Уламжлалт хийц нь илүү уян хатан байдаг ч илүү төвөгтэй, жижиг загварыг үйлдвэрлэх боломжгүй байдаг.Эдгээр технологийн ихэнх нь одоогоор 500 мкм-ээс доош нүх сүвийг тогтвортой үйлдвэрлэх боломжгүй байна.Тиймээс энэ ажлын үр дүн нь 600 мкм нүхний хэмжээ нь одоогийн хурдацтай үйлдвэрлэлийн технологийн үйлдвэрлэлийн хүчин чадалд хамгийн их хамааралтай юм.Үзүүлсэн зургаан өнцөгт бүтэц нь зөвхөн нэг чиглэлд тооцогддог боловч шоо ба гурвалжин дээр суурилсан бүтэцтэй харьцуулахад хамгийн анизотроп бүтэцтэй байх болно.Куб ба гурвалжин бүтэц нь зургаан өнцөгт бүтэцтэй харьцуулахад харьцангуй изотроп шинж чанартай байдаг.Анизотропи нь зохион бүтээгдсэн тавцангийн остео дамжуулалтыг авч үзэхэд чухал юм.Стрессийн тархалт ба нүхний байршил нь дахин загварчлах үйл явцад нөлөөлдөг бөгөөд ачааллын өөр нөхцөл байдал нь хамгийн их стрессийн утга болон түүний байршлыг өөрчилж болно.Ачаалах гол чиглэл нь нүх сүвний хэмжээ, тархалтыг дэмжиж, эсийг том нүх рүү ургуулж, шим тэжээл, барилгын материалаар хангах ёстой.Тулгууруудын хөндлөн огтлол дахь стрессийн тархалтыг судалснаар энэ ажлын өөр нэг сонирхолтой дүгнэлт бол тулгуур баганын гадаргуу дээр төвтэй харьцуулахад өндөр хүчдэлийн утгыг тэмдэглэсэн явдал юм.Энэ ажилд нүх сүвний хэмжээ, сүвэрхэг байдлын түвшин, ачаалах арга нь бүтэц дэх стрессийн түвшинтэй нягт холбоотой болохыг харуулсан.Эдгээр олдворууд нь бэхэлгээний гадаргуу дээрх стрессийн түвшин илүү их хэмжээгээр өөрчлөгдөж, эсийн бэхэлгээ, өсөлтийг дэмжих тулгуур бүтэц бий болгох боломжийг харуулж байна.
Синтетик яс орлуулагч тавцан нь шинж чанарыг тус тусад нь тохируулах, донорын хязгаарлагдмал олдоцыг даван туулах, ясны интеграцийг сайжруулах боломжийг олгодог.Ясны инженерчлэл нь их хэмжээгээр нийлүүлэх боломжтой өндөр чанартай залгаасыг хангах замаар эдгээр асуудлыг шийдвэрлэх зорилготой юм.Эдгээр хэрэглээнд механик шинж чанар, нэвчилт, эсийн үржилд чухал нөлөө үзүүлдэг тул дотоод болон гадаад тавцангийн геометр нь маш чухал юм.Шуурхай загварчлалын технологи нь өндөр нарийвчлалтайгаар үйлдвэрлэсэн өгөгдсөн, оновчтой геометр бүхий стандарт бус материалыг ашиглах боломжийг олгодог.Энэхүү бүтээл нь био нийцтэй кальцийн фосфатын материалыг ашиглан араг ясны геометрийн нарийн төвөгтэй геометрийг бүтээх 3D хэвлэх арга техникийг судлах болно.Өмчлөлийн материалын урьдчилсан судалгаа нь урьдчилан таамагласан чиглэлтэй механик үйл ажиллагаанд хүрч болохыг харуулж байна.Үйлдвэрлэсэн дээжийн чиглэлийн механик шинж чанарын бодит хэмжилтүүд нь төгсгөлийн элементийн шинжилгээний (FEM) үр дүнтэй ижил чиг хандлагыг харуулсан.Энэхүү ажил нь биологийн нийцтэй кальцийн фосфатын цементээс эдийн инженерийн геометрийн шатыг бүтээхэд 3D хэвлэх боломж байгааг харуулж байна.Хүрээг кальцийн устөрөгчийн фосфат ба кальцийн гидроксидын нэгэн төрлийн холимогоос бүрдсэн нунтаг давхарга дээр натрийн устөрөгчийн фосфатын усан уусмалаар хэвлэх замаар хийсэн.Нойтон химийн хуримтлуулах урвал нь 3D принтерийн нунтаг давхаргад явагддаг.Үйлдвэрлэсэн кальцийн фосфатын цементийн (CPC) эзэлхүүний шахалтын механик шинж чанарыг хэмжихийн тулд хатуу дээжийг хийсэн.Ийнхүү үйлдвэрлэсэн эд ангиудын уян хатан байдлын дундаж модуль нь 3.59 МПа, шахалтын дундаж бат бэх нь 0.147 МПа байв.Синтерлэх нь шахалтын шинж чанарыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг (E = 9.15 МПа, σt = 0.483 МПа), гэхдээ материалын тодорхой гадаргууг бууруулдаг.Синтерийн үр дүнд кальцийн фосфатын цемент нь β-трикальци фосфат (β-TCP) ба гидроксиапатит (HA) болж задардаг нь термогравиметрийн болон дифференциал дулааны шинжилгээ (TGA/DTA) болон рентген туяаны дифракцийн шинжилгээний мэдээллээр нотлогддог. XRD).шинж чанар нь өндөр ачаалалтай суулгацын хувьд хангалтгүй, шаардлагатай бат бэх нь 1.5-аас 150 МПа, шахалтын хөшүүн чанар нь 10 МПа-аас их байдаг.Гэсэн хэдий ч био задрах полимерээр нэвчих зэрэг цаашдын боловсруулалт нь эдгээр бүтцийг стент хэрэглэхэд тохиромжтой болгож чадна.
Зорилго: Хөрсний механикийн судалгаанаас үзэхэд дүүргэгч материалд хийсэн чичиргээ нь бөөмсийг илүү үр дүнтэй тэгшлэх, дүүргэгч дээр ажиллахад шаардагдах энергийг бууруулдаг болохыг харуулсан.Бидний зорилго бол ясны цохилтын процесст чичиргээний нөлөөллийн аргыг боловсруулж, нөлөөлөлд өртсөн залгаасуудын механик шинж чанарт үзүүлэх нөлөөг үнэлэх явдал байв.
1-р үе шат: Новиомагус ясны тээрэм ашиглан 80 толгой үхрийн гуяны ясыг тээрэмдэх.Дараа нь шигшүүрийн тавиур дээр импульсийн давсны уусмалаар угаах системийг ашиглан залгаасыг угаана.Металл цилиндрт бэхэлсэн хазгай жинтэй хоёр 15 В тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрээр тоноглогдсон чичиргээний цохилтын төхөөрөмжийг боловсруулсан.Өгөгдсөн өндрөөс түүн дээр жинг 72 удаа шидэж, ясыг цохих үйл явцыг давт.Чичиргээний камерт суурилуулсан акселерометрээр хэмжсэн чичиргээний давтамжийн хүрээг туршсан.Дараа нь зүсэлтийн туршилт бүрийг дөрвөн өөр хэвийн ачаалалд давтаж, хэд хэдэн хүчдэлийн муруйг олж авав.Туршилт бүрийн хувьд Мор-Куломын эвдрэлийн дугтуйг хийсэн бөгөөд тэдгээрээс зүсэлтийн бат бэх ба блоклох утгыг гаргаж авсан.
2-р үе шат: Хагалгааны нөхцөлд тааралдсан баялаг орчинг хуулбарлахын тулд цус нэмж туршилтыг давтана.
1-р үе шат: Чичиргээний бүх давтамжид чичиргээ ихэссэн залгаас нь чичиргээгүй цохилттой харьцуулахад илүү их зүсэлтийн бат бэхийг харуулсан.60 Гц-ийн чичиргээ нь хамгийн их нөлөө үзүүлсэн бөгөөд мэдэгдэхүйц байсан.
2-р үе шат: Ханасан дүүргэгч дээр нэмэлт чичиргээт нөлөөлөл бүхий залгаас нь чичиргээгүй цохилтоос илүү бүх хэвийн шахалтын ачааллын хувьд зүсэлтийн бат бэх бага байгааг харуулсан.
Дүгнэлт: Суулгасан ясыг суулгахад барилгын инженерийн зарчмууд хэрэгжинэ.Хуурай дүүргэгчдэд чичиргээ нэмэх нь нөлөөллийн хэсгүүдийн механик шинж чанарыг сайжруулдаг.Манай системд хамгийн оновчтой чичиргээний давтамж нь 60 Гц байна.Ханасан дүүргэгчийн хувьд чичиргээ ихсэх нь дүүргэгчийн зүсэлтийн бат бөх байдалд сөргөөр нөлөөлдөг.Үүнийг шингэрүүлэх процессоор тайлбарлаж болно.
Энэхүү ажлын зорилго нь эдгээр өөрчлөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх чадварыг үнэлэхийн тулд түүн дээр зогсож буй субьектүүдэд саад учруулж болох системийг зохион бүтээх, бүтээх, турших явдал байв.Энэ нь хүний зогсож буй гадаргууг хурдан хазайлгаж, дараа нь хэвтээ байрлалд буцааж өгөх замаар хийж болно.Үүнээс үзэхэд субъектууд тэнцвэрийн төлөвөө хадгалж чадсан эсэх, энэ тэнцвэрт байдлыг сэргээхэд хэр хугацаа зарцуулагдсаныг тодорхойлох боломжтой.Энэ тэнцвэрийн төлөвийг субьектийн байрлалын нөлөөг хэмжих замаар тодорхойлно.Туршилтын явцад хэр их ганхаж байсныг тодорхойлохын тулд тэдний биеийн байрлалын байгалийн савалгааг хөлийн даралтын профилын самбараар хэмжсэн.Эдгээр машинууд нь судалгаанд чухал ач холбогдолтой хэдий ч өндөр өртөгтэй учраас одоогоор өргөн хэрэглэгдэхгүй байгаа тул уг систем нь одоогийн худалдаанд гарахаас илүү уян хатан, боломжийн байхаар бүтээгдсэн.Энэ нийтлэлд танилцуулсан шинээр боловсруулсан системийг 100 кг хүртэл жинтэй туршилтын объектыг шилжүүлэхэд ашигласан.
Энэхүү ажилд оюутнуудын сургалтын үйл явцыг сайжруулах зорилгоор инженер, физикийн шинжлэх ухааны чиглэлээр зургаан лабораторийн туршилт хийсэн.Эдгээр туршилтуудад зориулсан виртуал хэрэгслийг суулгаж, бий болгосноор үүнийг олж авдаг.Виртуал хэрэглүүрийн хэрэглээг уламжлалт лабораторийн сургалтын аргуудтай шууд харьцуулж, хоёр аргыг хөгжүүлэх үндэслэлийг авч үзсэн.Энэ ажилтай холбоотой ижил төстэй төслүүдэд компьютерийн тусламжтай сургалт (CBL) ашигласан өмнөх ажлуудыг виртуал хэрэглүүрийн ашиг тус, ялангуяа оюутны сонирхлыг нэмэгдүүлэх, санах ойг хадгалах, ойлгох чадвар, эцэст нь лабораторийн тайлан гаргахтай холбоотой зарим давуу талыг үнэлэхэд ашигласан..холбоотой ашиг тус.Энэхүү судалгаанд авч үзсэн виртуал туршилт нь уламжлалт загварын туршилтын шинэчилсэн хувилбар бөгөөд CBL-ийн шинэ техникийг уламжлалт загварын лабораторитой шууд харьцуулах боломжийг олгодог.Туршилтын хоёр хувилбарын хооронд үзэл баримтлалын ялгаа байхгүй, цорын ганц ялгаа нь түүнийг танилцуулах арга барил юм.Эдгээр CBL аргуудын үр нөлөөг уламжлалт туршилтын горимыг гүйцэтгэж байгаа нэг ангийн бусад оюутнуудтай харьцуулахад виртуал хэрэглүүрийг ашигласан оюутнуудын гүйцэтгэлийг ажиглан үнэлэв.Бүх оюутнуудыг тайлан, туршилттай холбоотой олон сонголттой асуултууд, асуулгын хуудас илгээх замаар үнэлдэг.Энэхүү судалгааны үр дүнг CBL-ийн чиглэлээр хийгдсэн бусад холбогдох судалгаатай харьцуулсан.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 2-р сарын 19