Armanca vê xebatê ev e ku pêvajoyek pêvajoyek lazerê ya otomatîkî ya bi rastbûna pîvana bilind û lêçûnên pêvajoyê yên pêşwextkirî pêşve bibe.Ev xebat analîza modelên pêşbînkirina mezinahî û lêçûnê ji bo çêkirina lazerê ya mîkrokanalên hundurîn Nd:YVO4 di PMMA de û hilanîna lazera hundurîn a polîkarbonatê ji bo çêkirina amûrên mîkrofluîdîk vedihewîne.Ji bo bidestxistina van armancên projeyê, ANN û DoE mezinahî û lêçûna pergalên lazer CO2 û Nd:YVO4 dan ber hev.Pêvekek bêkêmasî ya kontrolkirina bertekê bi rastbûna submicron a pozîsyona xêzkirî bi nerînek ji şîfrekerê ve tête bicîh kirin.Bi taybetî, otomasyona tîrêjên lazer û pozîsyona nimûneyê ji hêla FPGA ve tê kontrol kirin.Zanîna kûr a prosedurên xebitandinê û nermalava pergala Nd:YVO4 hişt ku yekîneya kontrolê bi Kontrolkerek Xweseriya Bernamekirî ya Compact-Rio (PAC) ve were guheztin, ya ku di pêngava 3D Positioning 3D ya Bersivdana Bilind de pêk hat. .Xweseriya tevahî ya vê pêvajoyê di koda LabVIEW de di pêşkeftinê de ye.Xebata heyî û pêşerojê pîvandina rastbûna pîvanê, rastbûn û dubarebûna pergalên sêwiranê, û xweşbîniya têkildar a geometriya mîkrokanalê ji bo çêkirina cîhaza mîkrofluîdîk û laboratîfê-li-çîpek ji bo sepanên kîmyewî/analîtîk û zanista veqetandinê vedihewîne.
Gelek serîlêdanên parçeyên metal ên nîv-zehmet (SSM) yên çêkirî taybetmendiyên mekanîkî yên hêja hewce dikin.Taybetmendiyên mekanîkî yên berbiçav ên wekî berxwedana kincan, hêza bilind û hişkiyê bi taybetmendiyên mîkrostrukturê ve girêdayî ye ku ji hêla mezinahiya genimê pir-tenik ve hatî afirandin.Ev mezinahiya genim bi gelemperî bi pêvajoyek çêtirîn a SSM ve girêdayî ye.Lêbelê, avêtina SSM-ê bi gelemperî poroziya bermayî vedihewîne, ku ji performansê re zehf zirardar e.Di vê xebatê de, dê pêvajoyên girîng ên çêkirina metalên nîv-zehmet ji bo bidestxistina parçeyên bi kalîtetir werin lêkolîn kirin.Pêdivî ye ku van beşan xwedan porozîte kêm bikin û taybetmendiyên mîkrostrukturî yên çêtir bikin, di nav de mezinahiya genimê ya pir xweşik û dabeşkirina yekgirtî ya barkêşên hişkbûnê û pêkhateya mîkro-êlêmên alemê.Bi taybetî, dê bandora rêbaza pêşdibistana dem-germahiya li ser pêşkeftina mîkrosaziya xwestî were analîz kirin.Taybetmendiyên ku ji başbûna girseyê derdikevin, wekî zêdebûna hêz, serhişkî û hişkbûnê, dê werin lêkolîn kirin.
Ev xebat lêkolînek li ser guheztina lazerê ya rûbera pola amûra H13 ye ku bi moda hilberandina lazerê ya pêlkirî ve tê bikar anîn.Plana ceribandina ceribandina destpêkê ya ku hate kirin di encamê de nexşeyek hûrgulî ya xweştir bû.Lazerek karbondîoksît (CO2) bi dirêjahiya pêlê 10,6 μm tê bikaranîn.Di plana ceribandinê ya lêkolînê de, deqên lazerê yên sê mezinahiyên cihêreng hatine bikar anîn: 0,4, 0,2, û 0,09 mm bi pîvan.Parametreyên din ên kontrolkirî hêza lûtkeya lazerê, rêjeya dubarekirina nebşê û hevgirtina pêlê ne.Gaza argon bi zextek 0,1 MPa bi berdewamî alîkariya pêvajoya lazerê dike.Nimûneya H13 berî pêvajoyê hate qewirandin û bi kîmyewî hate xêzkirin da ku di dirêjahiya pêla lazerê ya CO2 de vegirtina rûkalê zêde bike.Nimûneyên ku bi lazerê hatine dermankirin ji bo lêkolînên metallografî hatine amadekirin û taybetmendiyên wan ên laşî û mekanîkî hatine destnîşankirin.Lêkolînên metallografîk û analîzên pêkhateya kîmyewî bi karanîna mîkroskopa elektronîkî ya şopandinê digel spektrometriya tîrêjê ya X-ê ya belavkirina enerjiyê hatin kirin.Krîstalbûn û tespîtkirina qonaxê ya rûbera hatî guherandin bi karanîna pergalek XRD bi radyasyona Cu Kα û dirêjahiya pêlê 1,54 Å hate kirin.Profîla rûvî bi karanîna pergalek profîlek stîlusê tê pîvandin.Taybetmendiyên serhişkiya rûberên guhertî bi mîkroindentasyona almasê ya Vickers hate pîvandin.Bandora ziraviya rûkalê li ser taybetmendiyên westandinê yên rûberên hatî guheztin bi karanîna pergalek westandina termîkî ya ku bi taybetî hatî çêkirin hate lêkolîn kirin.Hate dîtin ku gengaz e ku meriv genimên rûkal ên guhertî yên bi pîvanên ultrafine yên ji 500 nm kêmtir werin bidestxistin.Li ser nimûneyên H13 yên ku bi lazer hatine derman kirin, kûrahiya rûkalê ya çêtir di navbera 35 û 150 μm de hate bidestxistin.Krîstalbûna rûbera H13 ya guhertî bi girîngî kêm dibe, ku piştî dermankirina lazerê bi dabeşkirina bêserûber a krîstalîtan ve girêdayî ye.Kêmtirîn ziraviya rûkalê ya rastkirî ya H13 Ra 1,9 μm e.Vedîtinek din a girîng ev e ku hişkiya rûbera H13-ê ya guhertî ji 728 heta 905 HV0.1 di mîhengên lazer ên cihêreng de ye.Têkiliyek di navbera encamên simulasyona germî de (rêjeyên germkirin û sarbûnê) û encamên serhişkiyê hate saz kirin da ku bandora pîvanên lazerê bêtir fam bikin.Van encam ji bo pêşkeftina rêbazên hişkkirina rûkalê girîng in da ku berxwedana liberxwedanê û pêlên germ-parastinê baştir bikin.
Taybetmendiyên bandora parametrîk ên topên werzîşê yên zexm ji bo pêşdebirina navgînên tîpîk ji bo sliotar GAA
Armanca sereke ya vê lêkolînê ev e ku meriv tevgera dînamîkî ya bingeha sliotar li ser bandorê diyar bike.Taybetmendiyên vîskoelastîk ên topê ji bo cûrbecûr leza bandorê hatine çêkirin.Zeviyên polîmer ên nûjen ji rêjeya zirav re hesas in, dema ku qadên pir-pêkhatî yên kevneşopî bi çereşê ve girêdayî ne.Bersiva vîskoelastîk a nehêlî ji hêla du nirxên hişkbûnê ve tête diyar kirin: hişkiya destpêkê û hişkiya mezin.Topên kevneşopî 2,5 carî ji topên nûjen hişktir in, li gorî lezê.Rêjeya zûtir a zêdebûna hişkiya topên kevneşopî li gorî topên nûjen di CORek ne-xêztir de li hember lezê encam dide.Encamên serhişkiya dînamîkî sepandina tixûbdar a ceribandinên qasi-statîk û hevkêşeyên teoriya biharê nîşan dide.Analîzek li ser tevgera deformasyona sperîkî nîşan dide ku jicîhûwarkirina navenda giraniyê û pêvekirina diametrîk ji bo her cûre qadan ne hevaheng in.Bi ceribandinên berfireh ên prototîpkirinê, bandora şert û mercên çêkirinê li ser performansa topê hate lêkolîn kirin.Parametreyên hilberînê yên germahî, zext û pêkhatina materyalê ji bo hilberandina cûrbecûr topan cûda bûn.Zehmetiya polîmerê bandorê li ser hişkiyê dike lê ne li belavbûna enerjiyê dike, zêdebûna hişkiyê hişkiya topê zêde dike.Zêdekirinên navokî bandorê li reaktîvbûna topê dikin, zêdebûna mîqdara lêzêdeyan dibe sedema kêmbûna reaktîvîteya topê, lê ev bandor ji pola polîmer re hesas e.Analîza hejmarî bi karanîna sê modelên matematîkî hate kirin da ku bersiva topê ya li ser bandorê simule bike.Modela yekem îsbat kir ku karibe behremendiya gogê tenê bi radeyek tixûbdar ji nû ve hilberîne, her çend ew berê bi serfirazî li ser cûreyên din ên guleyan hate bikar anîn.Modela duyemîn nûnertiyek maqûl a bersiva bandora topê nîşan da ku bi gelemperî ji bo hemî cûreyên topê yên hatine ceribandin re têkildar bû, lê rastbûna pêşbîniya bersiva hêz-jicîhûwarkirinê ne ew qas bilind bû ku ji bo pêkanîna pîvana mezin hewce dike.Modela sêyem di dema simulkirina bersiva topê de rastbûnek girîngtir nîşan da.Nirxên hêzê yên ku ji hêla modelê ve ji bo vê modelê têne çêkirin 95% bi daneyên ceribandinê re hevaheng in.
Vê xebatê du armancên sereke pêk anîn.Yek jê sêwirandin û çêkirina vîskometerek kapîlar a germahiya bilind e, û ya duyemîn jî simulasyona herikîna metalê ya nîv-zelal e ku di sêwiranê de arîkar dike û ji bo mebestên berhevdanê daneyan peyda dike.Vîskometerek kapîlar a germahiya bilind hate çêkirin û ji bo ceribandina destpêkê hate bikar anîn.Amûr dê ji bo pîvandina vîskozîteya metalên nîv-zehmet di bin şert û mercên germahiyên bilind û rêjeyên qutbûnê yên mîna yên ku di pîşesaziyê de têne bikar anîn de were bikar anîn.Vîskometra kapîlar pergalek yek xalî ye ku dikare bi pîvandina herikîn û daketina zextê ya li ser kapilarê re vîskozîteyê hesab bike, ji ber ku vîskozîtî rasterast bi daketina zextê re têkildar e û berevajî bi herikê re têkildar e.Pîvanên sêwiranê hewcedariyên ji bo germahiyên baş-kontrolkirî heya 800ºC, rêjeyên rijandina derzîlêdanê li jor 10,000 s-1, û profîlên derzîlêdanê yên kontrolkirî vedihewîne.Modelek du-qonaxê teorîkî-girêdayî demê bi karanîna nermalava FLUENT ji bo dînamîkên şilavê yên hesabker (CFD) hate pêşve xistin.Ev ji bo nirxandina vîskozîteya metalên nîv-zelal tê bikar anîn ji ber ku ew bi leza derzîlêdanê 0,075, 0,5 û 1 m/s di nav vîskometerek kapîlar a sêwirandî re derbas dibin.Di heman demê de bandorek perçeyek zexîreyên metalîkî (fs) ji 0,25 heya 0,50 jî hate lêkolîn kirin.Ji bo hevkêşeya vîskozîteya hêz-qanûnê ya ku ji bo pêşxistina modela Fluent tê bikar anîn, têkiliyek xurt di navbera van parameteran û vîskozîteya encam de hate destnîşan kirin.
Ev kaxez bandora pîvanên pêvajoyê li ser hilberîna pêkhateyên matrixê yên metal ên Al-SiC (MMC) di pêvajoyek berhevkirina berhevokê de lêkolîn dike.Parametreyên pêvajoyê yên ku hatine lêkolîn kirin leza tevlêkerê, dema tevlêkerê, geometrîya tevlêkerê, pozîsyona tevlêkerê, germahiya şilava metalîkî (vîskozîtî) hene.Ji bo hilberîna MMC Al-SiC simulasyonên dîtbarî li germahiya odeyê (25±C), simulasyonên komputerê û ceribandinên verastkirinê hatin kirin.Di simulasyonên dîtbar û komputerê de, av û glycerin / av bi rêzê ve ji bo temsîlkirina aluminiumê şil û nîv-zelal hatine bikar anîn.Bandorên vîskozîteyên 1, 300, 500, 800, û 1000 mPa s û rêjeyên tevlihevkirinê yên 50, 100, 150, 200, 250, û 300 rpm hatin lêkolîn kirin.10 lîsteyên per perçe.% pariyên SiC yên bihêzkirî, mîna yên ku di MMK-a aluminiumê de têne bikar anîn, di ceribandinên dîtbarî û hesabkirinê de hatin bikar anîn.Testên wênekêşiyê di firaxên camên zelal de hatin kirin.Bi karanîna Fluent (bernameya CFD) û pakêta MixSim-ê ya vebijarkî simulationên hesabkirinê hatin kirin.Ev di nav de 2D axisymmetric simulation multiphase-girêdayî demê yên rêyên hilberînê bi bikaranîna modela Eulerian (granular).Girêdana dema belavkirina parçikan, dema rûniştinê û bilindahiya vortexê bi geometriya tevlihevkirinê û leza zivirîna tevkerê ve hatî destnîşan kirin.Ji bo tevlihevkerek bi pêlên °-ê, goşeya paçikê ya 60 pileyî çêtir hate dîtin ku zû bi zû belavbûnek yekgirtî ya perçeyan peyda bike.Di encama van îmtîhanan de hat dîtin ku ji bo bidestxistina belavkirinek yekgirtî ya SiC, leza tevlêdanê ji bo pergala av-SiC 150 rpm û ji bo pergala glycerol/av-SiC 300 rpm bû.Hat dîtin ku zêdekirina vîskozîteyê ji 1 mPa·s (ji bo metala şil) berbi 300 mPa·s (ji bo metala nîv hişk) bandorek mezin li ser belavbûn û dema depokirina SiC heye.Lêbelê, zêdebûnek din ji 300 mPa·s ber 1000 mPa·s bandorek hindik li ser vê demê heye.Beşek girîng a vê xebatê sêwirandin, çêkirin û pejirandina makîneyek avêtina hişkbûna bilez a taybetî ji bo vê rêbaza dermankirina germahiya bilind pêk tîne.Makîne ji hevdengek bi çar lewhên xwerû yên bi goşeya 60 pileyî û ji firaxek di odeyek firnê ya bi germkirina berxwedêr de pêk tê.Sazkirin çalakgerek heye ku zû tevliheviya pêvajoyî ditemirîne.Ev amûr ji bo hilberîna materyalên pêkhatî yên Al-SiC tê bikar anîn.Bi gelemperî, peymanek baş di navbera dîtbarî, hesabkirin û encamên ceribandina ceribandinê de hate dîtin.
Gelek teknîkên cûrbecûr yên prototîpkirina bilez (RP) hene ku ji bo karanîna mezin di deh salên dawî de hatine pêşve xistin.Pergalên prototîpkirina bilez ên ku îro bi bazirganiyê têne peyda kirin cûrbecûr teknolojiyên bi karanîna kaxez, mûm, rezîlên ronahiyê, polîmer, û tozên metal ên nû bikar tînin.Proje rêbazek prototîpkirina bilez, Modelkirina Depokirina Fused, ku yekem car di sala 1991-an de hate bazirganî kirin, dihewand. Di vê xebatê de, guhertoyek nû ya pergalê ji bo modelkirina rûberê bi karanîna mûmê hate pêşve xistin û bikar anîn.Ev proje sêwirana bingehîn a pergalê û rêbaza depokirina wax vedibêje.Makîneyên FDM parçeyan bi derxistina maddeya nîv-hilweşînî li ser platformek bi şêwazek pêşwextkirî bi navgînên germkirî ve diafirînin.Nozê extrusion li ser tabloya XY-ê ku ji hêla pergalek komputerê ve tê kontrol kirin ve hatî danîn.Bi hevrêziya bi kontrolkirina otomatîkî ya mekanîzmaya plungerê û pozîsyona depoker re, modelên rast têne hilberandin.Yek tebeqeyên mûmê li ser hev têne danîn da ku tiştên 2D û 3D çêbikin.Taybetmendiyên mûmê jî hatine analîz kirin da ku pêvajoya hilberîna modelan xweştir bikin.Di nav wan de germahiya veguheztina qonaxê ya mûmê, vîskozîteya mûmê, û şeklê dilopa mûmê di dema pêvajoyê de hene.
Di pênc salên borî de, tîmên lêkolînê yên li Zanîngeha City Dublin Division Science Cluster du pêvajoyên mîkromakînekirina lazerê pêşve xistin ku dikarin kanal û voxelan bi çareseriya pîvana mîkronê ya ji nû ve hilberandin biafirînin.Mebesta vê xebatê li ser karanîna materyalên xwerû ye ji bo veqetandina biomolekulên armanc.Xebatên pêşîn destnîşan dikin ku morfolojiyên nû yên tevlihevkirina kapîlar û kanalên rûkal dikarin werin afirandin da ku kapasîteyên veqetandinê baştir bikin.Ev xebat dê balê bikişîne ser sepana amûrên mîkromakînekirinê yên berdest ji bo sêwirana geometrî û kanalên rûvî yên ku dê veqetandin û taybetmendiya pergalên biyolojîkî baştir peyda bikin.Serîlêdana van pergalan dê ji bo armancên biyodîagnostîkî nêzîkatiya laboratîf-li-çîp bişopîne.Amûrên ku bi karanîna vê teknolojiya pêşkeftî têne çêkirin dê di laboratûara mîkrofluîdîk a projeyê de li ser çîpê bêne bikar anîn.Armanca projeyê ev e ku meriv sêwiran, xweşbînkirin, û teknîkên simulasyonê yên ceribandinê bikar bîne da ku têkiliyek rasterast di navbera parametreyên hilberandina lazer û taybetmendiyên kanala mîkro- û nanopîvan de peyda bike, û karanîna vê agahiyê ji bo baştirkirina kanalên veqetandinê di van mîkroteknolojiyên de.Encamên taybetî yên xebatê ev in: sêwirana kanal û morfolojiya rûkalê ji bo baştirkirina zanista veqetandinê;qonaxên yekparêz ên pompekirin û derxistina di çîpên yekbûyî de;veqetandina biomolekulên armanc ên bijartî û derxistin li ser çîpên yekbûyî.
Hilberîn û kontrolkirina pileyên germahiya demkî û profîlên dirêjî yên li ser stûnên LC-ya kapîlar bi karanîna rêzikên Peltier û termografiya infrasor
Platformek pêwendiya rasterast a nû ya ji bo kontrolkirina germahiya rast a stûnên kapîlar li ser bingeha karanîna şaneyên peltier termoelektrîkî yên ku bi rêzê ve têne rêve kirin hate pêşve xistin.Platform ji bo stûnên kapîlar û mîkro LC kontrolkirina germahiya bilez peyda dike û destûrê dide bernamekirina hevdemî germahiya demkî û mekan.Platform li ser germahiyek 15 heta 200 ° C bi rêjeya rampê ya bi qasî 400 ° C / hûrdem ji bo her yek ji 10 hucreyên Peltier ên hevgirtî tevdigere.Pergal ji bo gelek awayên pîvandinê yên ne-standard-bingeha kapîlar, wek sepana rasterast a pileyên germahiyê bi profîlên xêz û ne-xêzik, di nav de pileyên germahiya stûnê yên statîk û pileyên germahiya demkî, pileyên birêkûpêk kontrolkirî yên germahiyê, monolîtîka kapîlar a polîmerîzekirî, hatiye nirxandin. qonaxên rawestayî, û çêkirina qonaxên monolîtîk di kanalên mîkrofluîdîk de (li ser çîpê).Amûr dikare bi pergalên kromatografiya standard û stûnê re were bikar anîn.
Balkêşkirina elektrohîdrodînamîka di amûrek mîkrofluîdî ya plankirî ya du-dimensî de ji bo pêşîgirtina analîzên piçûk
Di vê xebatê de balkişandina elektrohîdrodînamîk (EHDF) û veguheztina fotonê vedihewîne da ku di pêşdebirina pêşdewlemendbûn û naskirina cureyan de bibe alîkar.EHDF rêbazek balansê-îyonek hevseng e ku li ser damezrandina hevsengiyek di navbera hêzên hîdrodînamîk û elektrîkê de ye, ku tê de îyonên balkêş sekinîne.Vê lêkolînê li şûna pergala mîkrokanalê ya kevneşopî, rêbazek nû pêşkêşî dike ku amûrek mîkrofluîdîkî ya plankirî ya 2D vekirî 2D bikar tîne.Amûrên bi vî rengî dikarin mîqdarên mezin ên maddeyan pêşdixin û çêkirina wan bi hêsanî hêsan e.Vê lêkolînê encamên simulasyonek nû pêşkeftî bi karanîna COMSOL Multiphysics® 3.5a pêşkêşî dike.Encamên van modelan bi encamên ceribandî re hatin berhev kirin da ku geometrîyên herikînê yên naskirî û deverên bi giranî zêde ceribandin.Modela mîkrofluîdî ya hejmarî ya pêşkeftî bi ceribandinên berê yên hatine weşandin re hate berhev kirin û encam pir hevgirtî bûn.Li ser bingeha van simulasyonan, celebek nû ya keştiyê hate lêkolîn kirin ku ji bo EHDF-ê şert û mercên çêtirîn peyda bike.Encamên ceribandî yên bi karanîna çîpê ji performansa modelê derket.Di çîpên mîkrofluîdî yên çêkirî de, modek nû hate dîtin, ku jê re EGDP-ya alî tê gotin, dema ku maddeya di bin lêkolînê de li ser voltaja hatî sepandin perpendîk bû.Ji ber ku vedîtin û wênekirin aliyên sereke yên pergalên pêş-dewlemendkirin û naskirina cureyan in.Modelên hejmarî û verastkirina ceribandinê ya belavkirina ronahiyê û belavkirina tundiya ronahiyê di pergalên mîkrofluîdîk ên du-alî de têne pêşkêş kirin.Modela hejmarî ya pêşkeftî ya belavkirina ronahiyê hem di warê rêça rastîn a ronahiyê di nav pergalê de û hem jî di warê belavkirina tundiyê de bi ezmûnî hate verast kirin, ku encamên ku ji bo xweşbînkirina pergalên fotopolîmerîzasyonê, û hem jî ji bo pergalên vedîtina optîkî balkêş in. bikaranîna capillaries..
Bi geometriyê ve girêdayî, mîkroavahî dikarin di têlefonê, mîkrofluîdîk, mîkrosensor, depokirina daneyan, birrîna camê, û nîşankirina xemilandî de werin bikar anîn.Di vê xebatê de, têkiliya di navbera mîhengên pîvanên pergala lazerê ya Nd:YVO4 û CO2 û mezinahî û morfolojiya mîkrosaziyan de hate lêkolîn kirin.Parametreyên lêkolînkirî yên pergala lazerê hêza P, rêjeya dubarekirina nebşê PRF, hejmara pêlên N û rêjeya şopandinê U ye. Pîvana derketinê ya pîvandî pîvazên voxelê yên hevwate û her weha firehiya mîkrokanalê, kûrahî û ziraviya rûkalê vedihewîne.Pergalek mîkromakînekirinê ya 3D bi karanîna lazerek Nd:YVO4 (2,5 W, 1,604 μm, 80 ns) hate pêşve xistin da ku mîkrostrukturên di hundurê nimûneyên polîkarbonat de çêbike.Dirêjahiya voxelên mîkrostrukturî ji 48 heta 181 μm heye.Pergal di heman demê de bi karanîna armancên mîkroskopê ve baldariya rast peyda dike da ku voxelên piçûktir di navbera 5 û 10 μm de di cama soda-lîme, nimûneyên silica hevgirtî û yaqûtê de biafirîne.Lazerek CO2 (1,5 kW, 10,6 µm, dirêjahiya nebza herî kêm 26 μs) hate bikar anîn da ku di nimûneyên cama soda-lîme de mîkrokanalan çêbikin.Şêweya çargoşe ya mîkrokanalan di navbera v-grooves, u-grooves, û cîhên ablation serpêhatî de pir cûda bû.Mezinahiyên mîkrokanalan jî pir diguhere: ji 81 heta 365 μm fireh, ji 3 heta 379 μm bi kûrahî, û ziraviya rûkê ji 2 heta 13 μm, li gorî sazkirinê.Mezinahiyên mîkrokanalê li gorî pîvanên pêvajoya lazerê bi karanîna metodolojiya rûyê bersivê (RSM) û sêwirana ceribandinan (DOE) hatin vekolîn.Encamên hatine berhev kirin ji bo lêkolîna bandora pîvanên pêvajoyê li ser rêjeya ablation ya volumetric û girseyî hatin bikar anîn.Wekî din, modelek matematîkî ya pêvajoyek germî hatî pêşve xistin da ku bibe alîkar ku pêvajoyê fam bike û dihêle ku topolojiya kanalê berî çêkirina rastîn were pêşbînîkirin.
Pîşesaziya metrolojiyê her gav li rêyên nû digere da ku bi rast û zû vekolîn û dîjîtalkirina topografya rûkalê bike, di nav de hesabkirina pîvanên ziravbûna rûyê erdê û afirandina ewrên xalî (komên xalên sê-alî ku yek an çend rûberan diyar dikin) ji bo modelkirin an endezyariya berevajî.pergal hene, û pergalên optîkî di deh salên borî de populerbûna xwe zêde kirine, lê piraniya profîlerên optîkî ji bo kirîn û domandin biha ne.Li gorî celebê pergalê, sêwirana profîlên optîkî jî dibe ku dijwar be û şikestina wan dibe ku ji bo pir sepanên firotgeh an kargehê ne maqûl be.Ev proje pêşkeftina profîlek bi karanîna prensîbên sêgoşeya optîkî vedigire.Pergala pêşkeftî xwedan qada tabloya şopandinê ya 200 x 120 mm û rêzek pîvana vertîkal a 5 mm e.Helwesta sensora lazerê ya li jorê rûbera armancê jî bi 15 mm ve tê verast kirin.Bernameyek kontrolê ji bo şopandina otomatîkî ya parçeyên hilbijartî yên bikarhêner û deverên rûkal hate pêşve xistin.Ev pergala nû ji hêla rastbûna pîvanê ve tête diyar kirin.Çewtiya herî zêde ya kosînoya pergalê 0,07° ye.Rastiya dînamîkî ya pergalê di 2 μm-ê de (bilindahî) û bi qasî 10 μm di axên X û Y de tê pîvandin.Rêjeya mezinahiyê di navbera beşên pîvazkirî de (drav, pîç, şuştin û lensên fîberê) baş bû.Dê ceribandina pergalê jî were nîqaş kirin, di nav de tixûbên profîler û başkirinên pergalê yên gengaz.
Armanca vê projeyê ew e ku ji bo vekolîna kêmasiyên rûkalê pergalek serhêl a bilez a optîkî ya nû pêşve bibe û destnîşan bike.Pergala kontrolê li ser prensîba sêgoşeya optîkî ye û ji bo destnîşankirina profîla sê-alî ya rûberên belavbûyî rêbazek bê-têkilî peyda dike.Beşên sereke yên pergala pêşkeftinê lazerek diode, kamerayek CCf15 CMOS, û du motorên servo-kontrolkirî yên PC-yê hene.Tevgera nimûneyê, girtina wêneyê, û profîla rûyê 3D di nermalava LabView de têne bername kirin.Kontrolkirina daneya hatî girtin dikare bi afirandina bernameyek ji bo veguheztina virtual ya rûyek 3D-ya pîvazkirî û hesabkirina pîvanên hişkiya rûkalê ya pêwîst hêsan bibe.Motorên servo têne bikar anîn da ku nimûneyê di rêgezên X û Y de bi çareseriya 0.05 μm biguhezînin.Profîlera rûkalê ya serhêl a ne-têkilî ya pêşkeftî dikare şopandina bilez û vekolîna rûkalê ya berbiçav pêk bîne.Pergala pêşkeftî bi serfirazî tê bikar anîn da ku profîlên rûbera 2D-ya otomatîkî, profîlên rûbera 3D û pîvandinên hişkiya rûkalê li ser rûyê materyalên nimûneyên cihêreng biafirîne.Amûrên teftîşê yên otomatîk xwedan qada şopandina XY ya 12 x 12 mm e.Ji bo taybetmendîkirin û pîvandina pergala profîla pêşkeftî, profîla rûkalê ya ku ji hêla pergalê ve hatî pîvandin bi heman rûyê ku bi karanîna mîkroskopa optîkî, mîkroskopa dûrbîn, AFM û Mitutoyo Surftest-402 hatî pîvandin hate berhev kirin.
Pêdiviyên ji bo qalîteya hilberan û materyalên ku di wan de têne bikar anîn her ku diçe zêde dibe.Çareseriya gelek pirsgirêkên ewlehiya kalîteya dîtbar (QA) karanîna pergalên vekolîna rûkalê ya otomatîkî ya rast-ê ye.Ji bo vê yekê qalîteya hilberek yekgirtî bi hilberek bilind hewce dike.Ji ber vê yekê, pergalên hewce ne ku 100% bikaribin ceribandina materyal û rûberan di wextê rast de bikin.Ji bo bidestxistina vê armancê, hevgirtina teknolojiya lazer û teknolojiya kontrolkirina computer çareseriyek bi bandor peyda dike.Di vê xebatê de, pergalek şopandina lazerê ya bê-têkilî ya bi lez û bez, kêm-mesref, û pir rast hate pêşve xistin.Pergal bi karanîna prensîba sêgoşeya optîkî ya lazerê kare qelindahiya tiştên nezelal ên hişk bipîve.Pergala pêşkeftî rastbûn û dubarebûna pîvandinan di asta mîkrometre de misoger dike.
Armanca vê projeyê sêwirandin û pêşdebirina pergalek vekolîna lazerê ye ji bo tespîtkirina kêmasiyên rûkal û nirxandina potansiyela wê ji bo sepanên hundurîn ên bilez.Parçeyên sereke yên pergala tespîtkirinê modulek dîoda lazerê wekî çavkaniyek ronahiyê, kamerayek gihîştina rasthatî ya CMOS wekî yekîneyek tespîtê, û qonaxek wergerê ya XYZ ne.Algorîtmayên ji bo analîzkirina daneyên ku bi şopandina rûkalên nimûneyên cihêreng hatine bidestxistin hatine pêşve xistin.Pergala kontrolê li ser prensîba sêgoşeya optîkî ye.Tîra lazerê li ser rûxara nimûneyê bi awakî durist diqewime.Dûv re cûdahiya bilindahiya rûxê wekî tevgera horizontî ya cîhê lazerê li ser rûyê nimûneyê tê girtin.Ev dihêle ku pîvandinên bilindahiyê bi karanîna rêbaza sêgoşekirinê bêne girtin.Pergala tespîtkirina pêşkeftî yekem car tê pîvandin da ku faktorek veguherînê bistîne ku dê têkiliya di navbera jicîhûwarkirina xala ku ji hêla senzorê ve hatî pîvandin û veguheztina rûkal a rûkal de nîşan bide.Ceribandin li ser rûberên cûda yên materyalên nimûneyê hatin kirin: tûnc, aluminium û pola zengarnegir.Pergala pêşkeftî dikare bi rasteqînî nexşeyek topografî ya 3D ya kêmasiyên ku di dema xebatê de çêdibin çêbike.Çareseriyek cihî ya bi qasî 70 μm û çareseriyek kûr a 60 μm hate bidestxistin.Performansa pergalê jî bi pîvandina rastbûna dûrên pîvandî ve tê verast kirin.
Pergalên şopandina lazerê ya fîberê ya bilez di hawîrdorên hilberîna pîşesaziyê yên otomatîkî de têne bikar anîn da ku kêmasiyên rûkalê bibînin.Rêbazên nûjentir ên ji bo tespîtkirina kêmasiyên rûkalê karanîna fîberên optîkî yên ji bo ronîkirin û tespîtkirina pêkhateyan pêk tîne.Ev teza sêwirandin û pêşkeftina pergalek nû ya optoelektronîkî ya bilez a nû vedihewîne.Di vê gotarê de, du çavkaniyên LED-ê, LED (dîodên ronahiyê) û dîodên lazer, têne lêkolîn kirin.Rêzek ji pênc dîodên belavkirî û pênc fotodîodên wergirtinê li hember hevûdu cih digirin.Komkirina daneyan ji hêla PC-ê ve bi karanîna nermalava LabVIEW ve tê kontrol kirin û analîz kirin.Pergal ji bo pîvandina pîvanên kêmasiyên rûkalê yên wekî kun (1 mm), kunên kor (2 mm) û di nav materyalên cihêreng de tê bikar anîn.Encam destnîşan dikin ku her çend pergal di serî de ji bo şopandina 2D-ê tête armanc kirin, ew dikare wekî pergalek nîgarkirina 3D-ya sînorkirî jî bixebite.Pergalê her weha destnîşan kir ku hemî materyalên metalîkî yên ku hatine lêkolîn kirin dikarin îşaretên infrared nîşan bidin.Rêbazek nû ya pêşkeftî bi karanîna rêzek fîberên meyldar destûrê dide pergalê ku bi çareseriya pergalê ya herî zêde ya bi qasî 100 μm (komkirina pîvana fîberê) bigihîje çareseriya birêkûpêk.Pergal bi serfirazî ji bo pîvandina profîla rûxarê, ziraviya rûkê, stûrbûn û rengvedana materyalên cihêreng hatî bikar anîn.Aluminium, polayê zengarnegir, tûnc, sifir, tuffnol û polîkarbonat bi vê pergalê têne ceribandin.Awantajên vê pergala nû tespîtkirina zûtir, lêçûnek kêmtir, mezinahiya piçûktir, çareseriya bilind û nermbûn in.
Pergalên nû sêwirandin, ava kirin û ceribandin da ku teknolojiyên nû yên senzora jîngehê yek bikin û bicîh bikin.Bi taybetî ji bo sepanên şopandina bakteriyên fesalê maqûl e
Guhertina Struktura Mîkro-Nano ya Panelên PV-ya Rojê yên Silicon ji bo Pêşkêşkirina Enerjiyê
Yek ji kêşeyên endezyariyê yên sereke ku îro civaka cîhanî rû bi rû ye dabînkirina enerjiya domdar e.Dem hatiye ku civak bi giranî xwe bispêre çavkaniyên enerjiyê yên ku dikarin bên nûkirin.Roj enerjiya bêpere dide dinyayê, lê rêbazên modern ên bikaranîna vê enerjiyê di forma elektrîkê de hin sînor hene.Di warê şaneyên fotovoltaîk de pirsgirêka sereke kêmasiya berhevkirina enerjiya rojê ye.Micromachining laser bi gelemperî tê bikar anîn da ku di navbera tebeqeyên çalak ên fotovoltaîk ên wekî substratên cam, silicona hîdrojenkirî, û tebeqeyên oksîdê zinc de têkilî çêbike.Her weha tê zanîn ku bi zêdekirina rûbera hucreya rojê, mînakî bi mîkromakînekirinê, bêtir enerjî dikare were bidestxistin.Hat destnîşan kirin ku hûrguliyên profîla rûkalê nanopîvan bandorê li karîgeriya enerjiyê ya hucreyên rojê dike.Armanca vê gotarê lêkolînkirina feydeyên adaptasyona mîkro-, nano- û strukturên hucreya rojê ya mezoscale ye ku hêza bilind peyda bike.Guhertina pîvanên teknolojîk ên mîkrostruktur û nanostrukturên weha dê gengaz bike ku bandora wan li ser topolojiya rûkal were lêkolîn kirin.Hucre dê ji bo enerjiya ku ew hildiberînin dema ku di asta ceribandinên kontrolkirî yên ronahiya elektromagnetîk de têne ceribandin.Têkiliyek rasterast dê di navbera karbidestiya hucre û tevna rûkalê de were saz kirin.
Metal Matrix Composites (MMCs) ji bo rola materyalên avahîsaziyê di endezyariyê û elektronîkê de zû dibin berendamên sereke.Aluminium (Al) û sifir (Cu) ji ber taybetmendiyên xwe yên germî yên hêja (mînak hevbera berfirehbûna termalê ya kêm (CTE), gihandina germa bilind) û taybetmendiyên mekanîkî yên çêtir (mînak hêza taybetî ya bilind, performansa çêtir) bi SiC re hatine xurt kirin.Ew bi berfirehî di pîşesaziyên cihêreng de ji bo berxwedana cil û modulê taybetî tê bikar anîn.Di van demên dawî de, van MMC-yên seramîk ên bilind bûne meylek din ji bo serîlêdanên kontrolkirina germahiyê di pakêtên elektronîkî de.Bi gelemperî, di pakêtên cîhaza hêzê de, aluminium (Al) an sifir (Cu) wekî germbûnek an plakaya bingehîn tê bikar anîn da ku bi jêrzemîna seramîk a ku çîp û strukturên pin ên têkildar ve girêdayî ye ve girêbide.Cûdahiya mezin di hevbera berfirehbûna germî (CTE) de di navbera seramîk û aluminium an sifir de dezavantaj e ji ber ku ew pêbaweriya pakêtê kêm dike û di heman demê de mezinahiya substrata seramîk a ku dikare bi substratê ve were girêdan jî sînordar dike.
Ji ber vê kêmasiyê, naha gengaz e ku meriv materyalên nû yên ku van hewcedariyên ji bo materyalên bi germî çêtir bicîh tîne were pêşve xistin, vekolîn û karakterîze kirin.Bi guheztina germî ya çêtir û hevsengiya taybetmendiyên berfirehbûna termal (CTE), MMC CuSiC û AlSiC naha ji bo pakkirina elektronîk çareseriyên guncan in.Ev xebat dê taybetmendiyên termofîzîkî yên yekta yên van MMC û serîlêdanên wan ên gengaz ên ji bo rêveberiya germî ya pakêtên elektronîkî binirxîne.
Pargîdaniyên neftê di qada welding ya pergalên pîşesaziya neft û gazê yên ku ji polayên karbon û aligirê kêm têne çêkirin de korozyonek girîng derbas dikin.Li hawîrdorên ku CO2 hene, zirara korozyonê bi gelemperî ji cûdahiyên di hêza fîlimên korozyonê yên parastinê yên ku li ser mîkrostrukturên cûda yên pola karbonê hatine razandin têne hesibandin.Korozyona herêmî ya di metala weldê (WM) û devera bi bandor a germê (HAZ) de bi giranî ji ber bandorên galvanîkî ye ji ber cûdahiyên di pêkhateya alloyê û mîkrostrukturê de.Taybetmendiyên mîkrostrukturên metala bingehîn (PM), WM, û HAZ hatin lêkolîn kirin da ku bandora mîkrosaziyê li ser tevgera korozyonê ya pêlavên wellandî yên sivik were fam kirin.Testên korozyonê di çarçoveyek 3,5% NaCl de ku bi CO2 têrkirî di bin şert û mercên deoksîjenkirî de li germahiya odeyê (20±2°C) û pH 4,0±0,3 hatin kirin.Taybetmendiya behreya korozyonê bi karanîna rêbazên elektrokîmyayî ji bo destnîşankirina potansiyela dorhêla vekirî, şopandina potensiodînamîk û berxwedana polarîzasyona xêzkirî, û her weha taybetmendiya metallografî ya gelemperî bi karanîna mîkroskopiya optîkî hate kirin.Qonaxên morfolojîk ên sereke yên ku di WM de têne kifş kirin ferrîta acikular, austenite girtî, û avahiya martensitic-bainitic in.Ew di HAZ de kêm kêm in.Di PM, VM û HAZ de tevgerên elektrokîmyayî yên girîng û rêjeyên korozyonê hatin dîtin.
Xebata ku ji hêla vê projeyê ve hatî destnîşan kirin, ji bo baştirkirina kargêriya elektrîkê ya pompeyên binê avê ye.Daxwazên li ser pîşesaziya pompê ku di vî warî de bimeşin di van demên dawî de bi danasîna qanûnên nû yên Yekîtiya Ewropî zêde bûne ku pêdivî ye ku pîşesazî bi tevahî bigihîje astên nû û bilind ên karîgeriyê.Ev kaxez karanîna çakêtek sarbûnê ji bo sarkirina qada solenoid a pompê analîz dike û çêtirkirinên sêwiranê pêşniyar dike.Bi taybetî, herikîna şilavê û veguheztina germê di cilkên sarbûnê yên pompeyên xebitandinê de têne destnîşan kirin.Pêşveçûnên di sêwirana çakêtê de dê veguheztina germê ya çêtir li devera motora pompê peyda bike û di encamê de karbidestiya pompê baştir bibe di heman demê de ku kêşana vekêşan kêm bike.Ji bo vî karî, pergalek testa pompê ya li ser çala hişk li tanka testê ya 250 m3 ya heyî hate zêdekirin.Ev rê dide şopandina kameraya bilez a qada herikînê û wêneyek germî ya kulika pompê.Qada herikînê ya ku ji hêla analîza CFD ve hatî pejirandin destûrê dide ceribandin, ceribandin û berhevdana sêwiranên alternatîf da ku germahiya xebitandinê bi qasî ku gengaz kêm bimîne.Sêwirana orîjînal a pompeya pola M60-4 li hember germahiya kavilê pompeya derveyî ya herî zêde 45 °C û germahiya statorê ya herî zêde 90 °C radiweste.Analîza sêwiranên cûrbecûr model destnîşan dike ka kîjan sêwiran ji bo pergalên bikêrtir bikêr in û kîjan divê neyê bikar anîn.Bi taybetî, sêwirana kulîlka sarbûna yekbûyî li gorî sêwirana orîjînal çêtir tune.Zêdekirina jimareya lepikên pêpelokê ji çar bo heştan germahiya xebitandinê ya ku li kavilê tê pîvandin bi heft dereceyên Celsius kêm kir.
Di hilberandina metalê de tevhevbûna dendika hêza bilind û kêmbûna dema xuyangê di mîkrostruktura rûxê de dibe sedema guhertinê.Bidestxistina hevbendiya çêtirîn a parametreyên pêvajoya lazerê û rêjeya sarbûnê ji bo guheztina strukturê genim û başkirina taybetmendiyên trîbolojîkî yên li rûyê materyalê krîtîk e.Armanca sereke ya vê lêkolînê vekolîna bandora pêvajoya lazerê ya bilez a li ser taybetmendiyên trîbolojîkî yên biyomaterialên metallî yên bazirganî yên berdest bû.Ev xebat ji guheztina rûbera lazerê ya pola zengarnegir AISI 316L û Ti-6Al-4V ve girêdayî ye.Lazerek 1,5 kW CO2 ya pêlkirî hate bikar anîn da ku bandora cûrbecûr pîvanên pêvajoya lazerê û mîkrostruktur û morfolojiya rûkalê ya encam bixwîne.Bi karanîna nimûneyek cylindrîkî ya ku li gorî rêgeza tîrêjê ya lazerê hatî zivirî, tîrêjiya tîrêjê ya lazerê, dema xuyangkirinê, tîrêjiya herikîna enerjiyê, û firehiya pulsê cûda bû.Taybetmendîkirin bi karanîna SEM, EDX, pîvandinên hişkiya derziyê û analîza XRD hate kirin.Di heman demê de modelek pêşbînkirina germahiya rûkalê jî hate bicîh kirin da ku pîvanên destpêkê yên pêvajoya ceribandinê bicîh bike.Dûv re nexşeya pêvajoyê hate kirin da ku hejmarek pîvanên taybetî yên ji bo dermankirina lazerê ya rûyê pola şilandî were destnîşankirin.Têkiliyek xurt di navbera ronahiyê, dema xuyangê, kûrahiya pêvajoyê û hişkiya nimûneya pêvajoyî de heye.Zêdebûna kûrahî û ziravbûna guheztinên mîkrosaziyê bi astên pêşandanê û demên xuyangê yên bilind re têkildar bû.Bi analîzkirina zirav û kûrahiya devera hatî derman kirin, modelên pêla enerjiyê û germahiya rûkalê têne bikar anîn da ku asta helîna ku dê li ser rûwê çêbibe pêşbîn bike.Her ku dema danûstendina tîrêjê lazerê zêde dibe, ziraviya rûyê pola ji bo astên cihêreng ên enerjiyê yên lêkolandî zêde dibe.Dema ku strukturên rûkalê hate dîtin ku lihevhatina normal a krîstalan bigire, di deverên ku bi lazerê hatine derman kirin de guhertinên di rêgezên genim de hatin dîtin.
Analîz û taybetmendiya tevgera stresê ya tevnvîsê û encamên wê ji bo sêwirana îskeleyê
Di vê projeyê de, çend geometriyên îskeleyê yên cihêreng hatin pêşve xistin û analîza hêmanên dawîn hate kirin da ku taybetmendiyên mekanîkî yên avahiya hestî, rola wan di pêşkeftina tevneyê de, û dabeşkirina herî zêde ya stres û tansiyonê di îskeleyê de were fam kirin.Digel strukturên îskeleyê yên ku bi CAD-ê hatine çêkirin, şaneyên tomografî yên kompîturî (CT) yên nimûneyên hestiyê trabekuler hatin berhev kirin.Van sêwiranan dihêle hûn prototîp biafirînin û ceribandin, û her weha FEM van sêwiranan pêk bînin.Pîvandinên mekanîkî yên mîkrodeformasyonên li ser îskeleyên çêkirî û nimûneyên trabekuler ên hestiyê serê femoral hatin kirin û ev encam bi yên ku ji hêla FEA-yê ve ji bo heman avahiyan hatine wergirtin re hatin berhev kirin.Tê bawer kirin ku taybetmendiyên mekanîkî bi şeklê porê sêwirandî (avahî), mezinahiya porê (120, 340 û 600 μm) û şert û mercên barkirinê (bi an bê blokên barkirinê) ve girêdayî ye.Guhertinên di van parameteran de ji bo çarçoveyên poroz ên 8 mm3, 22.7 mm3 û 1000 mm3 hatin lêkolîn kirin da ku bi berfirehî bandora wan li ser belavkirina stresê were lêkolîn kirin.Encamên ceribandin û simulasyonan destnîşan dikin ku sêwirana geometrîkî ya strukturê di belavkirina stresê de rolek girîng dilîze, û potansiyela mezin a sêwirana çarçoweyê ji bo baştirkirina nûavakirina hestî ronî dike.Bi gelemperî, mezinahiya porê di destnîşankirina asta stresê ya herî mezin de ji asta porê girîngtir e.Lêbelê, asta porozîteyê di destnîşankirina osteoconductivity strukturên îskeleyê de jî girîng e.Gava ku asta porozîteyê ji% 30 ber 70% zêde dibe, nirxa stresê ya herî zêde ji bo heman mezinahiya porê pir zêde dibe.
Mezinahiya pora îskeleyê ji bo rêbaza çêkirinê jî girîng e.Hemî rêbazên nûjen ên prototîpkirina bilez hin sînor hene.Dema ku çêkirina kevneşopî pirrengtir e, sêwiranên tevlihevtir û piçûktir bi gelemperî ne gengaz e ku werin çêkirin.Piraniya van teknolojiyên niha bi navgînî nekarin bi domdarî porên di binê 500 μm de hilberînin.Bi vî rengî, encamên bi mezinahiya porê 600 μm di vê xebatê de herî zêde bi kapasîteyên hilberînê yên teknolojiyên hilberîna bilez ên heyî re têkildar in.Struktura şeşgoşeyî ya pêşkêşkirî, her çend tenê di yek alî de were hesibandin, dê li gorî strukturên li ser kube û sêgoşeyê avahiyek herî anîsotropîk be.Avahiyên kub û sêgoşe li gorî strukturên hexagonal nisbeten îzotropîk in.Dema ku meriv osteoconductivity ya îskeleya sêwirandî tê hesibandin anisotropy girîng e.Dabeşkirina stresê û cîhê aperture bandorê li pêvajoya nûvekirinê dike, û şert û mercên cûda yên barkirinê dikarin nirxa stresê ya herî zêde û cîhê wê biguhezînin.Rêvebiriya barkirinê ya serdest divê mezinahî û belavkirina porê pêşve bibe da ku destûr bide hucreyan ku di porên mezin de mezin bibin û xurek û materyalên avahiyê peyda bikin.Encamek din a balkêş a vê xebatê, bi lêkolîna belavkirina stresê di beşa xaça stûnan de, ew e ku li rûyê stûnan li gorî navendê nirxên stresê yên bilind têne tomar kirin.Di vê xebatê de, hate destnîşan kirin ku mezinahiya porê, asta porê, û rêbaza barkirinê ji nêz ve bi astên stresê yên ku di strukturê de têne ceribandin ve girêdayî ne.Van vedîtinan îhtîmala afirandina strukturên stûyê destnîşan dikin ku tê de astên stresê yên li ser rûbera strûtê dikare bi rêjeyek mezin cûda bibe, ku dikare girêdan û mezinbûna hucreyê pêşve bibe.
Kevirên cîgirê hestiyê sentetîk fersendê peyda dikin ku meriv taybetmendiyan bi ferdî biguhezîne, hebûna sînordar a donor têk bibe, û osseoentegrasyonê baştir bike.Endezyariya hestî armanc dike ku van pirsgirêkan bi peydakirina grafikên qalîteya bilind ên ku di mîqdarên mezin de bêne peyda kirin çareser bike.Di van sepanan de, hem geometrîya îskeleya hundurîn û hem jî ya derve xwedî girîngiyek mezin in, ji ber ku ew bandorek girîng li ser taybetmendiyên mekanîkî, permeability, û belavbûna hucreyê dikin.Teknolojiya prototîpkirina bilez destûrê dide karanîna materyalên ne-standard bi geometrîyek diyarkirî û xweşbînkirî, ku bi rastbûna bilind têne çêkirin.Ev kaxez kapasîteya teknîkên çapkirina 3D vedikole ku ji bo çêkirina geometrîyên tevlihev ên îskeleyên îskeletî bi karanîna materyalên fosfatê yên kalsiyûmê yên biyolojîk ve girêdayî ye.Lêkolînên pêşîn ên materyalê xwedan nîşan dide ku tevgera mekanîkî ya rêberî ya pêşbînîkirî dikare were bidestxistin.Pîvandinên rastîn ên taybetmendiyên mekanîkî yên rêwerz ên nimûneyên çêkirî heman meylên ku encamên analîza hêmanên dawîn (FEM) nîşan didin.Ev xebat di heman demê de pêkaniya çapkirina 3D destnîşan dike ku ji çîmentoyek fosfatê ya kalsiyûmê ya biyolojîk îskeleyên geometrî yên endezyariya tevnê çêbike.Çarçove bi çapkirina bi çareseriyek avî ya hîdrojen fosfatê dîsodyûmê li ser qatek tozek ku ji tevliheviyek homojen a hîdrojen fosfat û kalsiyûm hîdroksîd pêk tê, hatine çêkirin.Reaksiyona depokirina kîmyewî ya şil di nav nivîna toz a çapera 3D de pêk tê.Nimûneyên zexm hatin çêkirin da ku taybetmendiyên mekanîkî yên komkirina volumetrî ya çîmentoya fosfatê ya kalsiyûmê (CPC) ya çêkirî were pîvandin.Parçeyên ku bi vî rengî têne hilberandin xwediyê modulek elasticîteyê ya navînî 3,59 MPa û hêza zextê ya navînî 0,147 MPa bûn.Sintering dibe sedema zêdebûnek girîng di taybetmendiyên kompresyonê de (E = 9,15 MPa, σt = 0,483 MPa), lê qada rûyê taybetî ya materyalê kêm dike.Di encama sinterkirinê de, çîmentoya fosfata kalsiyûmê vediqete β-trîkalsiyûm fosfat (β-TCP) û hîdroksapatît (HA), ku ev yek ji hêla daneyên analîza termalîkî ya termogravimetrîk û cihêreng (TGA/DTA) û analîza belavbûna tîrêjên X-ê ve tê pejirandin. XRD).Taybetmendiyên ji bo implantên pir barkirî ne bes in, ku hêza pêwîst ji 1,5 heta 150 MPa ye, û hişkiya pêçandî ji 10 MPa derbas dibe.Lêbelê, paş-pêvajoya din, wekî ketina bi polîmerên biyolojîkî, dikare van avahiyan ji bo serîlêdanên stentê maqûl bike.
Armanc: Lêkolîna di mekanîka axê de destnîşan kir ku lerizîna ku li berhevokan tê sepandin dibe sedema lihevhatina pirtikan a bikêrtir û kêmkirina enerjiya ku ji bo tevlêbûnê hewce dike.Armanca me pêşxistina rêbazek ji bo bandora vibrasyonê ya li ser pêvajoya bandorkirina hestî û nirxandina bandora wê ya li ser taybetmendiyên mekanîkî yên graftên bandorkirî bû.
Qonaxa 1: Çêkirina 80 serên femurê gayan bi karanîna melzemeya hestiyê Noviomagus.Dûv re graft bi pergala şuştina xwê ya pêlkirî li ser tepsiyek sifrê hatin şuştin.Amûrek vibro-bandor hate pêşve xistin, ku bi du motorên 15 V DC yên bi giraniyên eksentrîk ên ku di hundurê silindirek metal de hatine vegirtin.72 caran giraniyekê bavêjin ser wê ji bilindahiyek diyarkirî da ku pêvajoya lêdana hestî dubare bike.Rêjeya frekansa vibrasyonê ya ku bi lezgehek ku di odeya vibrasyonê de hatî saz kirin hatî pîvandin hate ceribandin.Dûv re her ceribandinek guheztinê li çar barkirinên normal ên cihêreng hate dubare kirin da ku rêzek kelûpelên stres-çengê werbigire.Ji bo her ceribandinê zerfên têkçûna Mohr-Coulomb hatine çêkirin, ku ji wan hêza guheztinê û nirxên astengkirinê hatine wergirtin.
Qonaxa 2: Ezmûnê bi lêzêdekirina xwînê dubare bikin da ku hawîrdora dewlemend a ku di mîhengên neştergeriyê de rû dide dubare bike.
Qonaxa 1: Graftên bi lerizîna zêde di hemî frekansên lerzîndanê de li gorî bandora bê lerzîn hêza şirînê bilindtir nîşan didin.Lerizîna li 60 Hz bandora herî mezin hebû û girîng bû.
Qonaxa 2: Çêkirina bi bandora lerizînê ya zêde di tevheviyên têrbûyî de ji bandora bê lerizîn ji bo hemî barkirinên asayî yên zextê hêza rijandinê kêmtir nîşan da.
Encam: Prensîbên endezyariya şaristaniyê ji bo danîna hestiyê pêçandî derbasdar in.Di berhevokên hişk de, lêzêdekirina vibrasyonê dikare taybetmendiyên mekanîkî yên perçeyên bandorê baştir bike.Di pergala me de, frekansa vibrasyonê ya çêtirîn 60 Hz e.Di berhevokên têrbûyî de, zêdebûna vibrasyonê bandorek neyînî li hêza rijandina komê dike.Ev dikare bi pêvajoya şilbûnê were ravekirin.
Armanca vê xebatê dîzaynkirin, avakirin û ceribandina pergalek bû ku karibe mijarên li ser wê raweste bêzar bike da ku kapasîteya wan a bersivdayîna van guhertinan binirxîne.Ev dikare bi lezkirina rûbera ku mirov li ser radiweste û dûv re vegere cîhek horizontî were kirin.Ji vê yekê meriv dikare were destnîşankirin ka mijaran karîbûn rewşa hevsengiyê bidomînin û ji bo vegerandina vê rewşa hevsengiyê çiqas dem girtiye.Ev rewşa hevsengiyê dê bi pîvandina bandora posturalê ya mijarê were destnîşankirin.Hêza wan a sirûştî bi panelek profîla zexta lingê hate pîvandin da ku diyar bikin ka hejandin di dema ceribandinê de çiqas bû.Pergal di heman demê de hatî sêwirandin ku ji ya ku niha ji hêla bazirganî ve tê peyda kirin pirrengtir û erzantir be ji ber ku, dema ku ev makîneyên ji bo lêkolînê girîng in, ew ji ber lêçûna wan a giran niha bi berfirehî nayên bikar anîn.Pergala nû ya pêşkeftî ya ku di vê gotarê de hatî pêşkêş kirin ji bo veguheztina tiştên ceribandinê yên bi giraniya 100 kg ve hatî bikar anîn.
Di vê xebatê de, şeş ceribandinên laboratîf ên di endezyariyê û zanistên laşî de ji bo baştirkirina pêvajoya fêrbûnê ji bo xwendekaran hatine sêwirandin.Ev bi sazkirin û afirandina amûrên virtual ji bo van ceribandinan pêk tê.Bikaranîna amûrên virtual rasterast bi rêbazên hînkirina laboratîfên kevneşopî re têne berhev kirin, û bingeha pêşveçûna her du nêzîkatiyan tê nîqaş kirin.Xebata berê ya ku bi karanîna fêrbûna bi alîkariya komputerê (CBL) di projeyên wekhev ên têkildarî vê xebatê de tê bikar anîn, ji bo nirxandina hin feydeyên amûrên virtual, nemaze yên ku bi zêdebûna berjewendiya xwendekar, ragirtina bîranîn, têgihîştin, û di dawiyê de raporkirina laboratîfê ve girêdayî ne, hatine bikar anîn..feydeyên têkildar.Ezmûna virtual ya ku di vê lêkolînê de hatî nîqaş kirin guhertoyek nûvekirî ya ceribandina şêwaza kevneşopî ye û bi vî rengî berhevokek rasterast a teknîka nû ya CBL bi laboratûara şêwaza kevneşopî re peyda dike.Di navbera her du guhertoyên ceribandinê de ti cûdahiyek têgehî tune, cûdahiya wê tenê di awayê pêşkêşkirinê de ye.Bandora van rêbazên CBL bi çavdêriya performansa xwendekarên ku amûra virtual bikar tînin li gorî xwendekarên din ên di heman polê de ku moda ceribandina kevneşopî pêk tînin hate nirxandin.Hemî xwendekar bi şandina rapor, pirsên pir bijartî yên bi ceribandin û pirsnameyên wan ve têne nirxandin.Encamên vê lêkolînê bi lêkolînên din ên têkildar re di warê CBL de jî hatin berhev kirin.
Dema şandinê: Feb-19-2023