מטרת עבודה זו היא לפתח תהליך עיבוד לייזר אוטומטי עם דיוק ממדי גבוה ועלויות תהליך קבועות מראש.עבודה זו כוללת ניתוח של מודלים לחיזוי גודל ועלות לייצור לייזר של מיקרו-ערוצי Nd:YVO4 פנימיים ב-PMMA ועיבוד לייזר פנימי של פוליקרבונט לייצור מכשירים מיקרופלואידיים.כדי להשיג את יעדי הפרויקט הללו, ANN ו-DoE השוו את הגודל והעלות של מערכות לייזר CO2 ו-Nd:YVO4.מיושם יישום מלא של בקרת משוב עם דיוק תת-מיקרון של מיקום ליניארי עם משוב מהמקודד.בפרט, אוטומציה של קרינת לייזר ומיקום דגימות נשלטת על ידי FPGA.היכרות מעמיקה עם נהלי ההפעלה והתוכנה של מערכת Nd:YVO4 אפשרה את החלפת יחידת הבקרה בבקר אוטומציה מתכנת Compact-Rio (PAC), שהושג בשלב מיקום משוב 3D ברזולוציה גבוהה של מקודדי LabVIEW Control Submicron .אוטומציה מלאה של תהליך זה בקוד LabVIEW נמצאת בפיתוח.עבודה נוכחית ועתידית כוללת מדידות של דיוק ממדי, דיוק ושחזור של מערכות עיצוב, ואופטימיזציה קשורה של גיאומטריה מיקרו-ערוצית לייצור מיקרו-נוזלים ומעבדה של התקן-על-שבב עבור יישומים כימיים/אנליטיים ומדע ההפרדה.
יישומים רבים של חלקי מתכת חצי קשה (SSM) יצוקים דורשים תכונות מכניות מצוינות.מאפיינים מכניים יוצאי דופן כגון עמידות בפני שחיקה, חוזק גבוה וקשיחות תלויים בתכונות המיקרו-מבנה שנוצרו על ידי גודל הגרגיר העדין במיוחד.גודל גרגר זה תלוי בדרך כלל ביכולת העיבוד האופטימלית של ה-SSM.עם זאת, יציקות SSM מכילות לעיתים קרובות נקבוביות שיורית, מה שמזיק מאוד לביצועים.בעבודה זו ייבדקו התהליכים החשובים של יציקת מתכות חצי קשות להשגת חלקים באיכות גבוהה יותר.חלקים אלה צריכים להיות בעלי נקבוביות מופחתת ומאפיינים מיקרו-סטרוקטורליים משופרים, כולל גודל גרגר עדין במיוחד ופיזור אחיד של משקעים מתקשים והרכב מיקרו-אלמנטים מתגזרים.בפרט, תנתח השפעת שיטת הטיפול המקדים בזמן-טמפרטורה על פיתוח המיקרו-מבנה הרצוי.ייבדקו תכונות הנובעות מהשיפור במסה, כגון עלייה בחוזק, קשיות ונוקשות.
עבודה זו היא מחקר של שינוי לייזר של פני השטח של פלדת כלי H13 באמצעות מצב עיבוד לייזר פועם.תוכנית המיון הניסיוני הראשונית שבוצעה הביאה לתוכנית מפורטת אופטימלית יותר.נעשה שימוש בלייזר פחמן דו חמצני (CO2) עם אורך גל של 10.6 מיקרומטר.בתכנית הניסוי של המחקר, נעשה שימוש בכתמי לייזר בשלושה גדלים שונים: קוטר 0.4, 0.2 ו-0.09 מ"מ.פרמטרים נוספים הניתנים לשליטה הם שיא הספק הלייזר, קצב חזרת הדופק וחפיפת הדופק.גז ארגון בלחץ של 0.1 MPa עוזר כל הזמן בעיבוד לייזר.דגימת H13 חוספסה ונחרטה כימית לפני העיבוד כדי להגביר את ספיגת פני השטח באורך גל לייזר CO2.דגימות שטופלו בלייזר הוכנו למחקרים מטאלוגרפיים ואופיינו את התכונות הפיזיקליות והמכניות שלהן.מחקרים מטאלוגרפיים וניתוחים של ההרכב הכימי בוצעו באמצעות מיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת בשילוב עם ספקטרומטריית קרני רנטגן מפזרת אנרגיה.זיהוי גבישיות ופאזה של המשטח המשתנה בוצע באמצעות מערכת XRD עם קרינת Cu Kα ואורך גל של 1.54 Å.פרופיל פני השטח נמדד באמצעות מערכת פרופילי חרט.תכונות הקשיות של המשטחים שהשתנו נמדדו על ידי חיתוך מיקרו של יהלומי Vickers.ההשפעה של חספוס פני השטח על תכונות העייפות של המשטחים שהשתנו נחקרה באמצעות מערכת עייפות תרמית מיוצרת במיוחד.נצפה כי ניתן להשיג גרגרי פני שטח מותאמים בגדלים עדינים במיוחד של פחות מ-500 ננומטר.עומק פני שטח משופר בטווח של 35 עד 150 מיקרומטר הושג בדגימות H13 שטופלו בלייזר.הגבישיות של משטח ה-H13 המותאם מופחתת באופן משמעותי, מה שקשור להפצה אקראית של גבישים לאחר טיפול בלייזר.חספוס פני השטח הממוצע המתוקן המינימלי של H13 Ra הוא 1.9 מיקרומטר.תגלית חשובה נוספת היא שהקשיות של משטח ה-H13 שהשתנה נעה בין 728 ל-905 HV0.1 בהגדרות לייזר שונות.נוצר קשר בין תוצאות הדמיה תרמית (קצבי חימום וקירור) ותוצאות קשיות כדי להבין יותר את ההשפעה של פרמטרי לייזר.תוצאות אלו חשובות לפיתוח שיטות התקשות פני השטח לשיפור עמידות בפני שחיקה וציפוי מגן חום.
מאפייני השפעה פרמטריים של כדורי ספורט מוצקים על מנת לפתח ליבות טיפוסיות עבור סליוטר GAA
המטרה העיקרית של מחקר זה היא לאפיין את ההתנהגות הדינמית של ליבת ה-sliotar בעת הפגיעה.המאפיינים הוויזואלסטיים של הכדור בוצעו עבור מגוון מהירויות פגיעה.כדורי פולימר מודרניים רגישים לקצב המתח, בעוד שכדורים מסורתיים מרובי רכיבים תלויים במתח.התגובה הוויסקולסטית הלא ליניארית מוגדרת על ידי שני ערכי קשיחות: קשיחות ראשונית ונוקשות בתפזורת.כדורים מסורתיים נוקשים פי 2.5 מכדורים מודרניים, תלוי במהירות.קצב העלייה המהיר יותר בקשיחות של כדורים קונבנציונליים מביא ל-COR לא ליניארי יותר לעומת מהירות בהשוואה לכדורים מודרניים.תוצאות הקשיחות הדינמיות מראות ישימות מוגבלת של מבחנים כמו-סטטיים ומשוואות תורת הקפיץ.ניתוח של התנהגות דפורמציה כדורית מראה שתזוזה של מרכז הכובד ודחיסה קוטר אינה עקבית עבור כל סוגי הכדורים.באמצעות ניסויי אב טיפוס נרחבים, נחקרה השפעת תנאי הייצור על ביצועי הכדור.פרמטרי הייצור של טמפרטורה, לחץ והרכב החומרים השתנו כדי לייצר מגוון כדורים.קשיות הפולימר משפיעה על הקשיחות אך לא על פיזור האנרגיה, הגדלת הקשיחות מגבירה את קשיחות הכדור.תוספי גרעין משפיעים על תגובתיות הכדור, עלייה בכמות התוספים מביאה לירידה בתגובתיות הכדור, אך השפעה זו רגישה לדרגת הפולימר.ניתוח מספרי בוצע באמצעות שלושה מודלים מתמטיים כדי לדמות את תגובת הכדור לפגיעה.הדגם הראשון הוכיח שהוא מסוגל לשחזר את התנהגות הכדור רק במידה מוגבלת, למרות שקודם לכן נעשה בו שימוש מוצלח בסוגים אחרים של כדורים.המודל השני הראה ייצוג סביר של תגובת פגיעת הכדור שהיה ישים באופן כללי לכל סוגי הכדורים שנבדקו, אך דיוק חיזוי תגובת תזוזה כוח לא היה גבוה כפי שנדרש ליישום בקנה מידה גדול.המודל השלישי הראה דיוק טוב יותר באופן משמעותי בעת הדמיית תגובת הכדור.ערכי הכוח שנוצרו על ידי המודל עבור מודל זה תואמים ב-95% את נתוני הניסוי.
עבודה זו השיגה שתי מטרות עיקריות.האחד הוא תכנון וייצור של מד ויסקומטר נימי בטמפרטורה גבוהה, והשני הוא הדמיית זרימת מתכת מוצקה למחצה כדי לסייע בתכנון ולספק נתונים למטרות השוואה.נבנה מד ויסקומטר נימי בטמפרטורה גבוהה והשתמש בו לבדיקה ראשונית.המכשיר ישמש למדידת צמיגות של מתכות חצי קשות בתנאים של טמפרטורות גבוהות וקצבי גזירה דומים לאלה המשמשים בתעשייה.מד הצמיגות הנימים הוא מערכת נקודתית אחת שיכולה לחשב צמיגות על ידי מדידת הזרימה וירידת הלחץ על פני הנימים, שכן הצמיגות עומדת ביחס ישר לירידה בלחץ וביחס הפוך לזרימה.קריטריוני התכנון כוללים דרישות לטמפרטורות מבוקרות היטב עד 800ºC, קצבי גזירה בהזרקה מעל 10,000 s-1 ופרופילי הזרקה מבוקרים.פותח מודל דו-פאזי תיאורטי תלוי-זמן דו מימדי באמצעות תוכנת FLUENT לדינמיקת נוזל חישובית (CFD).זה שימש כדי להעריך את הצמיגות של מתכות מוצקות למחצה כשהן עוברות דרך צמיג נימי מתוכנן במהירויות הזרקה של 0.075, 0.5 ו-1 m/s.נחקרה גם ההשפעה של חלק ממוצקים מתכתיים (fs) מ-0.25 עד 0.50.עבור משוואת צמיגות חוק הכוח ששימשה לפיתוח מודל ה- Fluent, צוין מתאם חזק בין פרמטרים אלה לבין הצמיגות המתקבלת.
מאמר זה חוקר את ההשפעה של פרמטרים של תהליך על הייצור של Al-SiC מתכת מטריצת מרוכבים (MMC) בתהליך קומפוסטציה אצווה.פרמטרי התהליך שנלמדו כללו את מהירות המערבל, זמן המערבל, גיאומטריית המערבל, מיקום המערבל, טמפרטורת הנוזל המתכתי (צמיגות).הדמיות חזותיות בוצעו בטמפרטורת החדר (25±C), הדמיות מחשב ובדיקות אימות לייצור MMC Al-SiC.בסימולציות חזותיות וממוחשבות, נעשה שימוש במים וגליצרין/מים לייצוג אלומיניום נוזלי ומוצק למחצה, בהתאמה.נחקרו ההשפעות של צמיגות של 1, 300, 500, 800 ו-1000 mPa s וקצבי ערבוב של 50, 100, 150, 200, 250 ו-300 סל"ד.10 לחמניות לכל חתיכה.% חלקיקי SiC מחוזקים, דומים לאלו המשמשים ב-MMK אלומיניום, שימשו בהדמיה ובבדיקות חישוביות.בדיקות הדמיה בוצעו בכוסות זכוכית שקופות.סימולציות חישוביות בוצעו באמצעות Fluent (תוכנית CFD) וחבילת MixSim האופציונלית.זה כולל סימולציה תלוית זמן ציר-סימטרית דו-ממדית של נתיבי ייצור באמצעות המודל האולריאנית (גרנולרית).נקבעה התלות של זמן פיזור החלקיקים, זמן השקיעה וגובה המערבולת בגיאומטריית הערבוב ובמהירות סיבוב הבוחש.עבור בוחש עם משוטים °at, זווית ההנעה של 60 מעלות נמצאה מתאימה יותר כדי להשיג במהירות פיזור אחיד של חלקיקים.כתוצאה מבדיקות אלו נמצא כי על מנת לקבל פיזור אחיד של SiC, מהירות הערבול הייתה 150 סל"ד למערכת מים-SiC ו-300 סל"ד למערכת גליצרול/מים-SiC.נמצא שלהגדלת הצמיגות מ-1 mPa·s (עבור מתכת נוזלית) ל-300 mPa·s (עבור מתכת מוצקה למחצה) הייתה השפעה עצומה על זמן הפיזור וההשקעה של SiC.עם זאת, עלייה נוספת מ-300 mPa·s ל-1000 mPa·s משפיעה מעט על זמן זה.חלק משמעותי מעבודה זו כלל תכנון, בנייה ואימות של מכונת יציקה ייעודית להקשחה מהירה לשיטת טיפול בטמפרטורה גבוהה זו.המכונה מורכבת מבחש עם ארבעה להבים שטוחים בזווית של 60 מעלות וכור היתוך בתא תנור עם חימום התנגדות.ההתקנה כוללת מפעיל שמכבה במהירות את התערובת המעובדת.ציוד זה משמש לייצור חומרים מרוכבים Al-SiC.באופן כללי, נמצאה התאמה טובה בין הדמיה, חישוב ותוצאות בדיקות ניסויות.
ישנן טכניקות שונות של יצירת אב טיפוס מהיר (RP) אשר פותחו לשימוש בקנה מידה גדול בעיקר בעשור האחרון.מערכות אבות טיפוס מהירים הזמינות כיום משתמשות במגוון טכנולוגיות המשתמשות בנייר, שעווה, שרפים מרפאים באור, פולימרים ואבקות מתכת חדשות.הפרויקט כלל שיטת אב-טיפוס מהירה, Fused Deposition Modeling, שהפכה למסחור לראשונה בשנת 1991. בעבודה זו פותחה והשתמשה בגרסה חדשה של המערכת למידול על-ידי משטחים באמצעות שעווה.פרויקט זה מתאר את העיצוב הבסיסי של המערכת ואת שיטת השקעת השעווה.מכונות FDM יוצרות חלקים על ידי הוצאת חומר מותך למחצה על גבי פלטפורמה בתבנית קבועה מראש באמצעות חרירים מחוממים.פיית האקסטרוזיה מותקנת על שולחן XY הנשלט על ידי מערכת מחשב.בשילוב עם בקרה אוטומטית של מנגנון הבוכנה ומיקום המפקיד, מיוצרים דגמים מדויקים.שכבות בודדות של שעווה מוערמות זו על גבי זו כדי ליצור אובייקטים דו-ממדיים ותלת-ממדיים.תכונות השעווה נותחו גם כדי לייעל את תהליך הייצור של הדגמים.אלה כוללים את טמפרטורת מעבר הפאזה של השעווה, צמיגות השעווה וצורת טיפת השעווה במהלך העיבוד.
במהלך חמש השנים האחרונות, צוותי מחקר ב-City University Dublin Division Cluster פיתחו שני תהליכי מיקרו-עיבוד לייזר שיכולים ליצור ערוצים ו-voxels עם רזולוציה בקנה מידה מיקרוני שניתן לשחזר.ההתמקדות של עבודה זו היא בשימוש בחומרים מותאמים אישית לבידוד ביו-מולקולות מטרה.עבודה ראשונית מוכיחה שניתן ליצור מורפולוגיות חדשות של ערבוב נימי ותעלות פני השטח כדי לשפר את יכולות ההפרדה.עבודה זו תתמקד ביישום כלי מיקרו-עיבוד זמינים לתכנון גיאומטריות וערוצים פני השטח שיספקו הפרדה ואפיון משופרים של מערכות ביולוגיות.היישום של מערכות אלה יפעל לפי גישת המעבדה על שבב למטרות ביולוגיות.התקנים שנעשו באמצעות טכנולוגיה שפותחה זו ישמשו במעבדה המיקרופלואידית של הפרויקט על שבב.מטרת הפרויקט היא להשתמש בטכניקות תכנון, אופטימיזציה וסימולציה ניסיונית כדי לספק קשר ישיר בין פרמטרי עיבוד לייזר ומאפייני ערוץ מיקרו וננומטרי, ולהשתמש במידע זה כדי לשפר את ערוצי ההפרדה במיקרוטכנולוגיות אלו.תפוקות ספציפיות של העבודה כוללות: עיצוב ערוץ ומורפולוגיה של פני השטח לשיפור מדע ההפרדה;שלבים מונוליטיים של שאיבה ומיצוי בשבבים משולבים;הפרדה של ביו-מולקולות יעד נבחרות ומופקות על שבבים משולבים.
יצירה ובקרה של שיפועים טמפורליים ופרופילים אורכיים לאורך עמודי LC נימיים באמצעות מערכי Peltier ותרמוגרפיה אינפרא אדום
פלטפורמת מגע ישיר חדשה לבקרת טמפרטורה מדויקת של עמודים נימיים פותחה על בסיס שימוש בתאי Peltier מסודרים באופן סדרתי בנפרד תרמו-אלקטריים.הפלטפורמה מספקת בקרת טמפרטורה מהירה עבור עמודות נימיות ומיקרו LC ומאפשרת תכנות בו-זמנית של טמפרטורות זמניות ומרחביות.הפלטפורמה פועלת בטווח טמפרטורות של 15 עד 200 מעלות צלזיוס עם קצב הרמפה של כ-400 מעלות צלזיוס לדקה עבור כל אחד מ-10 תאי Peltier המיושרים.המערכת נבדקה עבור מספר מצבי מדידה לא סטנדרטיים המבוססים על נימי, כגון יישום ישיר של שיפוע טמפרטורה עם פרופילים ליניאריים ולא לינאריים, כולל שיפועים סטטיים של טמפרטורת עמודה ושיפוע טמפרטורה זמני, שיפועים מדויקים מבוקרות טמפרטורה, מונוליטי נימי מפולמר שלבים נייחים, וייצור פאזות מונוליטיות בתעלות מיקרו-נוזליות (על שבב).ניתן להשתמש במכשיר עם מערכות כרומטוגרפיה סטנדרטיות ועמודות.
מיקוד אלקטרו-הידרו-דינמי במכשיר מיקרו-נוזל מישורי דו מימדי לריכוז מוקדם של אנליטים קטנים
עבודה זו כוללת מיקוד אלקטרוהידרודינמי (EHDF) והעברת פוטון כדי לסייע בפיתוח של העשרה מראש וזיהוי מינים.EHDF היא שיטת מיקוד מאוזן יונים המבוססת על יצירת איזון בין כוחות הידרודינמיים לחשמליים, שבה היונים המעוניינים נעשים נייחים.מחקר זה מציג שיטה חדשה המשתמשת במכשיר מיקרו-נוזל מישורי חלל שטוח דו-ממדי פתוח דו-ממדי במקום מערכת המיקרו-ערוצים הקונבנציונלית.מכשירים כאלה יכולים לרכז כמויות גדולות של חומרים וקל יחסית לייצור.מחקר זה מציג את התוצאות של סימולציה חדשה שפותחה באמצעות COMSOL Multiphysics® 3.5a.התוצאות של מודלים אלה הושוו עם תוצאות ניסוי כדי לבדוק את גיאומטריות הזרימה שזוהו ואזורים בעלי ריכוז גבוה.המודל המיקרו-נומרי שפותח הושווה לניסויים שפורסמו בעבר והתוצאות היו עקביות מאוד.בהתבסס על הדמיות אלו, נחקר סוג חדש של ספינה כדי לספק תנאים אופטימליים ל-EHDF.תוצאות ניסוי באמצעות השבב עלו על ביצועי המודל.בשבבים המיקרו-נוזליים המיוצרים, נצפה מצב חדש, הנקרא EGDP לרוחב, כאשר החומר הנבדק היה ממוקד בניצב למתח המופעל.מכיוון שגילוי והדמיה הם היבטים מרכזיים של מערכות מעין אלה להעשרה וזיהוי מינים.מוצגים מודלים מספריים ואימות ניסיוני של התפשטות האור והתפלגות עוצמת האור במערכות מיקרו-נוזליות דו-ממדיות.המודל המספרי שפותח של התפשטות האור אומת בהצלחה בניסוי הן מבחינת נתיב האור בפועל דרך המערכת והן מבחינת התפלגות העוצמה, מה שנתן תוצאות שעשויות לעניין עבור אופטימיזציה של מערכות פוטופולימריזציה, כמו גם עבור מערכות זיהוי אופטי. באמצעות נימים..
בהתאם לגיאומטריה, ניתן להשתמש במיקרו-מבנים בתקשורת, מיקרופלואידיקה, מיקרו-חיישנים, אחסון נתונים, חיתוך זכוכית וסימון דקורטיבי.בעבודה זו נחקר הקשר בין הגדרות הפרמטרים של מערכת הלייזר Nd:YVO4 ו-CO2 לבין הגודל והמורפולוגיה של מיקרו-מבנים.הפרמטרים הנלמדים של מערכת הלייזר כוללים הספק P, קצב חזרת הפולסים PRF, מספר הפולסים N וקצב הסריקה U. ממדי הפלט הנמדדים כוללים קוטרי ווקסל שווים כמו גם רוחב, עומק וחספוס פני השטח.מערכת מיקרו-עיבוד תלת-ממדית פותחה באמצעות לייזר Nd:YVO4 (2.5 W, 1.604 מיקרומטר, 80 ns) לייצור מיקרו-מבנים בתוך דגימות פוליקרבונט.לקוטר של ווקסלים מיקרוסטרוקטורליים של 48 עד 181 מיקרומטר.המערכת מספקת גם מיקוד מדויק על ידי שימוש במטרות מיקרוסקופ ליצירת ווקסלים קטנים יותר בטווח של 5 עד 10 מיקרומטר בדגימות זכוכית סודה-ליים, סיליקה ממוזגת וספיר.לייזר CO2 (1.5 קילוואט, 10.6 מיקרומטר, משך דופק מינימלי 26 מיקרון) שימש ליצירת מיקרו-ערוצים בדגימות זכוכית סודה-סיד.צורת החתך של המיקרו-תעלות השתנתה מאוד בין חריצי v, חריצים U ואתרי אבלציה שטחיים.גם הגדלים של מיקרו-ערוצים משתנים מאוד: מ-81 עד 365 מיקרומטר רוחב, מ-3 עד 379 מיקרומטר בעומק, וחספוס פני השטח מ-2 עד 13 מיקרומטר, תלוי בהתקנה.גדלי מיקרו-ערוץ נבדקו על פי פרמטרים של עיבוד לייזר תוך שימוש במתודולוגיית משטח תגובה (RSM) ועיצוב ניסויים (DOE).התוצאות שנאספו שימשו לחקר ההשפעה של פרמטרים של תהליך על קצב האבלציה הנפחי והמונית.בנוסף, פותח מודל מתמטי של תהליך תרמי כדי לסייע בהבנת התהליך ולאפשר לחזות את טופולוגיית הערוץ לפני ייצור בפועל.
תעשיית המטרולוגיה תמיד מחפשת דרכים חדשות לחקור ודיגיטציה מדויקת ומהירה של טופוגרפית פני השטח, כולל חישוב פרמטרים של חספוס פני השטח ויצירת ענני נקודות (קבוצות של נקודות תלת מימדיות המתארות משטח אחד או יותר) לצורך מודלים או הנדסה לאחור.קיימות מערכות, ומערכות אופטיות גדלו בפופולריות בעשור האחרון, אך רוב הפרופילים האופטיים יקרים לרכישה ולתחזוקה.בהתאם לסוג המערכת, גם פרופילים אופטיים עשויים להיות קשים לתכנון וייתכן שהשבריריות שלהם לא תתאים לרוב היישומים בחנויות או במפעל.פרויקט זה מכסה את הפיתוח של פרופילר תוך שימוש בעקרונות של טריאנגולציה אופטית.למערכת המפותחת שטח שולחן סריקה של 200 על 120 מ"מ וטווח מדידה אנכי של 5 מ"מ.מיקומו של חיישן הלייזר מעל פני המטרה מתכוונן גם הוא ב-15 מ"מ.פותחה תוכנת בקרה לסריקה אוטומטית של חלקים ושטחי פנים שנבחרו על ידי המשתמש.מערכת חדשה זו מאופיינת על ידי דיוק ממדי.שגיאת הקוסינוס המקסימלית הנמדדת של המערכת היא 0.07°.הדיוק הדינמי של המערכת נמדד ב-2 מיקרומטר בציר Z (גובה) וכ-10 מיקרומטר בציר X ו-Y.יחס הגודל בין החלקים הסרוקים (מטבעות, ברגים, דסקיות וקוביות עדשות סיבים) היה טוב.כמו כן יידונו בדיקות מערכת, כולל מגבלות פרופילים ושיפורי מערכת אפשריים.
מטרת פרויקט זה היא לפתח ולאפיין מערכת מקוונת אופטית חדשה במהירות גבוהה לבדיקת פגמים פני השטח.מערכת הבקרה מבוססת על עקרון הטריאנגולציה האופטית ומספקת שיטה ללא מגע לקביעת הפרופיל התלת מימדי של משטחים מפוזרים.המרכיבים העיקריים של מערכת הפיתוח כוללים לייזר דיודה, מצלמת CCf15 CMOS ושני מנועי סרוו הנשלטים על ידי PC.תנועה לדוגמה, לכידת תמונה ופרופיל משטח תלת מימד מתוכנתים בתוכנת LabView.ניתן להקל על בדיקת הנתונים שנלכדו על ידי יצירת תוכנית לעיבוד וירטואלי של משטח סרוק בתלת מימד וחישוב פרמטרי חספוס פני השטח הנדרשים.מנועי סרוו משמשים להזזת המדגם בכיווני X ו-Y ברזולוציה של 0.05 מיקרומטר.משטח הפרופיל המקוון המפותח ללא מגע יכול לבצע סריקה מהירה ובדיקת משטח ברזולוציה גבוהה.המערכת שפותחה משמשת בהצלחה ליצירת פרופילי משטח דו-ממדיים אוטומטיים, פרופילי משטח תלת-ממדיים ומדידות חספוס פני השטח על פני השטח של חומרים שונים לדוגמה.לציוד הבדיקה האוטומטי יש שטח סריקה XY של 12X12 מ"מ.כדי לאפיין ולכייל את מערכת הפרופילים שפותחה, פרופיל פני השטח שנמדד על ידי המערכת הושווה לאותו משטח שנמדד באמצעות מיקרוסקופ אופטי, מיקרוסקופ משקפיים, AFM ו- Mitutoyo Surftest-402.
הדרישות לאיכות המוצרים והחומרים המשמשים בהם הופכות תובעניות יותר ויותר.הפתרון לבעיות רבות של אבטחת איכות חזותית (QA) הוא השימוש במערכות בדיקת משטח אוטומטיות בזמן אמת.זה דורש איכות מוצר אחידה בתפוקה גבוהה.לכן יש צורך במערכות המסוגלות ב-100% לבדוק חומרים ומשטחים בזמן אמת.להשגת מטרה זו, השילוב של טכנולוגיית לייזר וטכנולוגיית בקרת מחשב נותן מענה יעיל.בעבודה זו פותחה מערכת סריקת לייזר ללא מגע במהירות גבוהה, בעלות נמוכה ובדיוק גבוה.המערכת מסוגלת למדוד את העובי של עצמים אטומים מוצקים באמצעות העיקרון של טריאנגולציה אופטית בלייזר.המערכת שפותחה מבטיחה את הדיוק והשחזור של המדידות ברמת המיקרומטר.
מטרת פרויקט זה היא לתכנן ולפתח מערכת בדיקת לייזר לזיהוי פגמים על פני השטח ולהעריך את הפוטנציאל שלה עבור יישומים מוטבעים במהירות גבוהה.המרכיבים העיקריים של מערכת הזיהוי הם מודול דיודות לייזר כמקור תאורה, מצלמת CMOS גישה אקראית כיחידת זיהוי ושלב תרגום XYZ.פותחו אלגוריתמים לניתוח נתונים המתקבלים על ידי סריקת משטחי דגימה שונים.מערכת הבקרה מבוססת על עקרון הטריאנגולציה האופטית.קרן הלייזר תקועה באלכסון על פני הדגימה.ההבדל בגובה פני השטח נלקח לאחר מכן כתנועה האופקית של נקודת הלייזר על פני הדגימה.זה מאפשר לבצע מדידות גובה בשיטת הטריאנגולציה.מערכת הגילוי שפותחה מכוילת תחילה לקבלת מקדם המרה שישקף את הקשר בין תזוזה של הנקודה הנמדדת על ידי החיישן לבין התזוזה האנכית של פני השטח.הניסויים בוצעו על משטחים שונים של חומרי הדוגמא: פליז, אלומיניום ונירוסטה.המערכת שפותחה מסוגלת ליצור במדויק מפה טופוגרפית תלת מימדית של פגמים המתרחשים במהלך הפעולה.הושגו רזולוציה מרחבית של כ-70 מיקרומטר ורזולוציית עומק של 60 מיקרון.ביצועי המערכת מאומתים גם על ידי מדידת הדיוק של המרחקים הנמדדים.
מערכות סריקת לייזר סיבים במהירות גבוהה משמשות בסביבות ייצור תעשייתי אוטומטי כדי לזהות פגמים על פני השטח.שיטות מודרניות יותר לאיתור פגמי שטח כוללות שימוש בסיבים אופטיים להארה וזיהוי רכיבים.עבודת גמר זו כוללת תכנון ופיתוח של מערכת אופטו-אלקטרונית חדשה במהירות גבוהה.במאמר זה נחקרים שני מקורות LED, LED (דיודות פולטות אור) ודיודות לייזר.שורה של חמש דיודות פולטות וחמש פוטודיודות קולטות ממוקמות זו מול זו.איסוף הנתונים נשלט ומנתח על ידי מחשב אישי באמצעות תוכנת LabVIEW.המערכת משמשת למדידת מידות של פגמי שטח כגון חורים (1 מ"מ), חורים עיוורים (2 מ"מ) וחריצים בחומרים שונים.התוצאות מראות שבעוד שהמערכת מיועדת בעיקר לסריקה דו-ממדית, היא יכולה לפעול גם כמערכת הדמיה תלת-ממדית מוגבלת.המערכת גם הראתה שכל החומרים המתכתיים שנחקרו מסוגלים לשקף אותות אינפרא אדום.שיטה חדשה שפותחה תוך שימוש במערך של סיבים משופעים מאפשרת למערכת להשיג רזולוציה מתכווננת ברזולוציית מערכת מקסימלית של כ-100 מיקרומטר (קוטר איסוף סיבים).המערכת שימשה בהצלחה למדידת פרופיל פני השטח, חספוס פני השטח, עובי ורפלקטיביות של חומרים שונים.ניתן לבדוק אלומיניום, נירוסטה, פליז, נחושת, טופנול ופוליקרבונט עם מערכת זו.היתרונות של מערכת חדשה זו הם זיהוי מהיר יותר, עלות נמוכה יותר, גודל קטן יותר, רזולוציה גבוהה יותר וגמישות.
תכנן, בנה ובדוק מערכות חדשות לשילוב ופריסה של טכנולוגיות חיישנים סביבתיות חדשות.מתאים במיוחד ליישומי ניטור חיידקי צואה
שינוי מבנה המיקרו-ננו של לוחות PV סולאריים מסיליקון כדי לשפר את אספקת האנרגיה
אחד האתגרים ההנדסיים העיקריים העומדים בפני החברה העולמית כיום הוא אספקת אנרגיה בת קיימא.הגיע הזמן שהחברה תתחיל להסתמך במידה רבה על מקורות אנרגיה מתחדשים.השמש מספקת לכדור הארץ אנרגיה חופשית, אך לשיטות מודרניות לשימוש באנרגיה זו בצורת חשמל יש כמה מגבלות.במקרה של תאים פוטו-וולטאיים, הבעיה העיקרית היא יעילות לא מספקת של איסוף אנרגיה סולארית.מיקרו-עיבוד בלייזר משמש בדרך כלל ליצירת חיבורים בין שכבות פוטו-וולטאיות פעילות כגון מצעי זכוכית, סיליקון מוקשה ושכבות תחמוצת אבץ.כמו כן, ידוע שניתן להשיג יותר אנרגיה על ידי הגדלת שטח הפנים של תא סולארי, למשל על ידי מיקרו-עיבוד.הוכח שפרטי פרופיל משטח ננומטרי משפיעים על יעילות ספיגת האנרגיה של תאים סולאריים.מטרת מאמר זה היא לחקור את היתרונות של התאמת מבני תאים סולאריים בקנה מידה מיקרו, ננו ומסוקל כדי לספק כוח גבוה יותר.שינוי הפרמטרים הטכנולוגיים של מיקרו-מבנים וננו-מבנים כאלה יאפשר לחקור את השפעתם על הטופולוגיה של פני השטח.תאים ייבדקו עבור האנרגיה שהם מייצרים כאשר הם נחשפים לרמות מבוקרות ניסוי של אור אלקטרומגנטי.יווצר קשר ישיר בין יעילות התא ומרקם פני השטח.
מתכת מטריקס מרוכבים (MMCs) הופכים במהירות מועמדים ראשיים לתפקיד של חומרים מבניים בהנדסה ואלקטרוניקה.אלומיניום (Al) ונחושת (Cu) מחוזקים ב-SiC בשל תכונותיהם התרמיות המצוינות (למשל מקדם התפשטות תרמית נמוך (CTE), מוליכות תרמית גבוהה) ותכונות מכניות משופרות (למשל חוזק ספציפי גבוה יותר, ביצועים טובים יותר).הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות שונות לעמידות בפני שחיקה ומודולוס ספציפי.לאחרונה, ה-MMC הקרמי הגבוה הללו הפכו לטרנד נוסף ליישומי בקרת טמפרטורה באריזות אלקטרוניות.בדרך כלל, בחבילות מכשירי חשמל, אלומיניום (Al) או נחושת (Cu) משמשים כגוף קירור או לוחית בסיס לחיבור למצע הקרמי הנושא את השבב ומבני פינים הקשורים אליו.ההבדל הגדול במקדם ההתפשטות התרמית (CTE) בין קרמיקה לאלומיניום או נחושת הוא חסרון מכיוון שהוא מפחית את אמינות האריזה וגם מגביל את גודל המצע הקרמי שניתן להצמיד למצע.
לאור חיסרון זה, ניתן כיום לפתח, לחקור ולאפיין חומרים חדשים העומדים בדרישות אלו לחומרים משופרים תרמית.עם שיפור מוליכות תרמית ומקדם התפשטות תרמית (CTE), MMC CuSiC ו-AlSiC הם כעת פתרונות ברי קיימא עבור אריזות אלקטרוניקה.עבודה זו תעריך את המאפיינים התרמופיזיים הייחודיים של MMCs אלה ואת היישומים האפשריים שלהם לניהול תרמי של חבילות אלקטרוניות.
חברות הנפט חוות קורוזיה משמעותית באזור הריתוך של מערכות תעשיית הנפט והגז העשויות פחמן ופלדות סגסוגת נמוכה.בסביבות המכילות CO2, נזקי קורוזיה מיוחסים בדרך כלל להבדלים בחוזקם של סרטי קורוזיה מגנים המופקדים על מבנים שונים של פלדת פחמן.קורוזיה מקומית במתכת הריתוך (WM) ובאזור מושפע החום (HAZ) נובעת בעיקר מהשפעות גלווניות עקב הבדלים בהרכב הסגסוגת ובמבנה המיקרו.מאפיינים מיקרו-סטרוקטורליים של מתכת בסיסית (PM), WM ו-HAZ נחקרו כדי להבין את ההשפעה של מבנה מיקרו על התנהגות הקורוזיה של מפרקים מרותכים מפלדה עדינה.בדיקות קורוזיה בוצעו בתמיסת 3.5% NaCl רוויה בCO2 בתנאים נטולי חמצן בטמפרטורת החדר (20±2 מעלות צלזיוס) ו-pH 4.0±0.3.אפיון התנהגות קורוזיה בוצע באמצעות שיטות אלקטרוכימיות לקביעת פוטנציאל המעגל הפתוח, סריקה פוטנציודינמית והתנגדות לקיטוב ליניארי, וכן אפיון מטאלוגרפי כללי באמצעות מיקרוסקופיה אופטית.השלבים המורפולוגיים העיקריים שהתגלו הם פריט אצילי, אוסטניט שמור ומבנה מרטנסיטי-באיניטי ב-WM.הם פחות נפוצים ב-HAZ.התנהגות אלקטרוכימית ושיעורי קורוזיה שונים באופן משמעותי נמצאו ב-PM, VM ו-HAZ.
העבודה המכוסה בפרויקט זה מכוונת לשיפור היעילות החשמלית של משאבות טבולות.הדרישות מתעשיית המשאבות לנוע בכיוון זה גדלו לאחרונה עם כניסתה של חקיקה חדשה של האיחוד האירופי המחייבת את התעשייה כולה להשיג רמות חדשות וגבוהות יותר של יעילות.מאמר זה מנתח את השימוש במעיל קירור לקירור אזור הסולנואיד של המשאבה ומציע שיפורים בעיצוב.בפרט, זרימת הנוזל והעברת החום במעילי הקירור של משאבות פועלות מאופיינים.שיפורים בעיצוב המעיל יספקו העברת חום טובה יותר לאזור מנוע המשאבה וכתוצאה מכך יעילות המשאבה משופרת תוך הפחתת הגרר המושרה.לצורך עבודה זו, נוספה למכל הבדיקה הקיים 250 מ"ק מערכת בדיקת משאבות מותקנת בבור יבש.זה מאפשר מעקב מצלמה במהירות גבוהה של שדה הזרימה ותמונה תרמית של מעטפת המשאבה.שדה הזרימה מאומת על ידי ניתוח CFD מאפשר ניסויים, בדיקה והשוואה של תכנונים חלופיים כדי לשמור על טמפרטורות עבודה נמוכות ככל האפשר.העיצוב המקורי של משאבת העמוד M60-4 עמד בטמפרטורת מעטפת המשאבה החיצונית המקסימלית של 45°C וטמפרטורת הסטטור המקסימלית של 90°C.ניתוח של עיצובי מודל שונים מראה אילו עיצובים שימושיים יותר עבור מערכות יעילות יותר ובאילו אסור להשתמש.בפרט, לעיצוב של סליל הקירור המשולב אין שיפור לעומת העיצוב המקורי.הגדלת מספר להבי האימפלר מארבעה לשמונה הפחיתה את טמפרטורת הפעולה שנמדדה במארז בשבע מעלות צלזיוס.
השילוב של צפיפות הספק גבוהה וזמן חשיפה מופחת בעיבוד מתכת מביא לשינוי במבנה המיקרו של פני השטח.השגת השילוב האופטימלי של פרמטרי תהליך הלייזר וקצב הקירור היא קריטית לשינוי מבנה הגרגירים ולשיפור התכונות הטריבולוגיות על פני החומר.המטרה העיקרית של מחקר זה הייתה לחקור את ההשפעה של עיבוד לייזר דופק מהיר על התכונות הטריבולוגיות של חומרים ביולוגיים מתכתיים זמינים מסחרית.עבודה זו מוקדשת לשינוי משטח לייזר של נירוסטה AISI 316L ו-Ti-6Al-4V.לייזר CO2 דופק של 1.5 קילוואט שימש כדי לחקור את ההשפעה של פרמטרים שונים של תהליך הלייזר ואת המיקרו-מבנה והמורפולוגיה של פני השטח שנוצרו.באמצעות דגימה גלילית שהסתובבה בניצב לכיוון קרינת הלייזר, השתנו עוצמת קרינת הלייזר, זמן החשיפה, צפיפות שטף האנרגיה ורוחב הפולסים.האפיון בוצע באמצעות SEM, EDX, מדידות חספוס מחט וניתוח XRD.מודל חיזוי טמפרטורת פני השטח יושם גם כדי לקבוע את הפרמטרים הראשוניים של תהליך הניסוי.לאחר מכן בוצע מיפוי תהליכים כדי לקבוע מספר פרמטרים ספציפיים לטיפול בלייזר של פני הפלדה המותכת.יש מתאם חזק בין עוצמת הארה, זמן חשיפה, עומק עיבוד וחספוס של המדגם המעובד.עומק וחספוס מוגבר של שינויים מיקרו-מבניים היו קשורים לרמות חשיפה גבוהות יותר ולזמני חשיפה גבוהים יותר.על ידי ניתוח החספוס והעומק של האזור המטופל, נעשה שימוש במודלים של שטף אנרגיה וטמפרטורת פני השטח כדי לחזות את מידת ההיתוך שתתרחש על פני השטח.ככל שזמן האינטראקציה של קרן הלייזר גדל, החספוס של פני השטח של הפלדה גדל עבור רמות אנרגיית פולסים שונות שנחקרו.בעוד שמבנה פני השטח שומר על היישור הרגיל של הגבישים, נצפו שינויים בכיוון הגרגר באזורים שטופלו בלייזר.
ניתוח ואפיון של התנהגות מתח רקמות והשלכותיה על עיצוב הפיגומים
בפרויקט זה פותחו מספר גיאומטריות שונות של פיגומים ובוצעו ניתוח אלמנטים סופיים על מנת להבין את התכונות המכניות של מבנה העצם, תפקידם בהתפתחות הרקמה והפיזור המקסימלי של מתח ומתח בפיגום.סריקות טומוגרפיה ממוחשבת (CT) של דגימות עצמות טרבקולריות נאספו בנוסף למבני פיגום שתוכננו עם CAD.עיצובים אלה מאפשרים לך ליצור ולבדוק אבות טיפוס, כמו גם לבצע FEM של עיצובים אלה.מדידות מכניות של מיקרו-דפורמציות בוצעו על פיגומים מפוברקים ודגימות טרבקולריות של עצם ראש הירך ותוצאות אלו הושוו לאלו שהתקבלו על ידי ה-FEA עבור אותם מבנים.מאמינים כי תכונות מכניות תלויות בצורת (מבנה) הנקבוביות המתוכננת, בגודל הנקבוביות (120, 340 ו-600 מיקרומטר) ובתנאי הטעינה (עם או בלי בלוקי טעינה).שינויים בפרמטרים אלו נחקרו עבור מסגרות נקבוביות של 8 מ"מ, 22.7 מ"מ ו-1000 מ"מ על מנת לחקור מקיף את השפעתם על התפלגות המתח.תוצאות הניסויים והסימולציות מראות שלתכנון הגיאומטרי של המבנה תפקיד חשוב בהתפלגות המתח, ומדגישות את הפוטנציאל הגדול של תכנון המסגרת לשיפור התחדשות העצם.באופן כללי, גודל הנקבוביות חשוב יותר מרמת הנקבוביות בקביעת רמת הלחץ המרבית הכוללת.עם זאת, רמת הנקבוביות חשובה גם בקביעת האוסטאומוליכות של מבני פיגום.ככל שרמת הנקבוביות עולה מ-30% ל-70%, ערך הלחץ המרבי גדל באופן משמעותי עבור אותו גודל נקבוביות.
גודל הנקבוביות של הפיגום חשוב גם לשיטת הייצור.לכל השיטות המודרניות של אב טיפוס מהיר יש מגבלות מסוימות.בעוד שייצור קונבנציונלי הוא רב תכליתי יותר, עיצובים מורכבים וקטנים יותר לרוב בלתי אפשריים לייצור.רוב הטכנולוגיות הללו אינן מסוגלות כיום באופן נומינלי לייצר נקבוביות בר-קיימא מתחת ל-500 מיקרומטר.לפיכך, התוצאות עם גודל הנקבוביות של 600 מיקרומטר בעבודה זו הן הרלוונטיות ביותר ליכולות הייצור של טכנולוגיות הייצור המהיר הנוכחיות.המבנה המשושה המוצג, למרות שנחשב רק בכיוון אחד, יהיה המבנה האניזוטרופי ביותר בהשוואה למבנים המבוססים על הקובייה והמשולש.מבנים מעוקבים ומשולשים הם איזוטרופיים יחסית למבנים משושה.אניזוטרופיה חשובה כאשר בוחנים את האוסטאומוליכות של הפיגום המעוצב.חלוקת המתח ומיקום הצמצם משפיעים על תהליך העיצוב מחדש, ותנאי העמסה שונים יכולים לשנות את ערך הלחץ המרבי ואת מיקומו.כיוון הטעינה השולט צריך לקדם את גודל הנקבוביות והפצה כדי לאפשר לתאים לצמוח לנקבוביות גדולות יותר ולספק חומרי הזנה וחומרי בניין.מסקנה מעניינת נוספת של עבודה זו, על ידי בחינת התפלגות המתח בחתך הרוחב של העמודים, היא שנרשמים ערכי מתח גבוהים יותר על פני העמודים בהשוואה למרכז.בעבודה זו, הוכח כי גודל הנקבוביות, רמת הנקבוביות ושיטת ההעמסה קשורים קשר הדוק לרמות הלחץ שחוו במבנה.ממצאים אלו מדגימים את האפשרות ליצור מבני תמיכה בהם רמות הלחץ על פני העמוד יכולות להשתנות במידה רבה יותר, מה שיכול לקדם התקשרות תאים וגדילה.
פיגומי תחליפי עצם סינתטיים מציעים הזדמנות להתאים מאפיינים באופן אינדיבידואלי, להתגבר על זמינות תורמים מוגבלת ולשפר את האוסאואינטגרציה.הנדסת עצם שואפת לטפל בבעיות אלו על ידי אספקת שתלים באיכות גבוהה שניתן לספק בכמויות גדולות.ביישומים אלה יש חשיבות רבה הן לגיאומטריית הפיגום הפנימי והן החיצוני, שכן יש להם השפעה משמעותית על התכונות המכניות, החדירות והתפשטות התאים.טכנולוגיית אב-טיפוס מהיר מאפשרת שימוש בחומרים לא סטנדרטיים עם גיאומטריה נתונה ומוטבת, המיוצרים בדיוק רב.מאמר זה בוחן את היכולת של טכניקות הדפסה תלת-ממדיות לייצר גיאומטריות מורכבות של פיגומי שלד באמצעות חומרים ביו-תואמים של סידן פוספט.מחקרים ראשוניים של החומר הקנייני מראים שניתן להשיג את ההתנהגות המכנית הכיוונית החזויה.מדידות בפועל של התכונות המכניות הכיווניות של הדגימות המיוצרות הראו את אותן מגמות כמו התוצאות של ניתוח אלמנטים סופיים (FEM).עבודה זו גם מדגימה את ההיתכנות של הדפסה תלת מימדית לייצור פיגומי גיאומטריה הנדסית רקמות ממלט סידן פוספט תואם ביולוגי.המסגרות יוצרו על ידי הדפסה בתמיסה מימית של די-נתרן מימן פוספט על שכבת אבקה המורכבת מתערובת הומוגנית של סידן מימן פוספט וסידן הידרוקסיד.תגובת התצהיר הכימי הרטוב מתרחשת במיטת האבקה של מדפסת התלת מימד.דגימות מוצקות נעשו כדי למדוד את התכונות המכניות של הדחיסה הנפחית של צמנט סידן פוספט (CPC) המיוצר.לחלקים שיוצרו כך היה מודול גמישות ממוצע של 3.59 MPa וחוזק לחיצה ממוצע של 0.147 MPa.סינטרינג מוביל לעלייה משמעותית במאפייני הדחיסה (E = 9.15 MPa, σt = 0.483 MPa), אך מפחית את שטח הפנים הספציפי של החומר.כתוצאה מהסינטרינג, צמנט סידן פוספט מתפרק ל-β-tricalcium phosphate (β-TCP) ולהידרוקסיאפטיט (HA), מה שאושר על ידי הנתונים של ניתוח תרמי תרמו-גרבימטרי ודיפרנציאלי (TGA/DTA) וניתוח דיפרקציית רנטגן ( XRD).המאפיינים אינם מספיקים עבור שתלים עמוסים מאוד, כאשר החוזק הנדרש הוא בין 1.5 ל-150 MPa, והקשיחות הלחיצה עולה על 10 MPa.עם זאת, עיבוד נוסף, כגון חדירת פולימרים מתכלים, יכול להפוך את המבנים הללו למתאימים ליישומי סטנט.
מטרה: מחקר במכניקת קרקע הראה שרטט המופעל על אגרגטים מביא ליישור חלקיקים יעיל יותר ולהפחתת האנרגיה הנדרשת כדי לפעול על האגרגט.המטרה שלנו הייתה לפתח שיטה להשפעת הרטט על תהליך הפגיעה של העצם ולהעריך את השפעתה על התכונות המכניות של השתלים המושפעים.
שלב 1: כרסום של 80 ראשי עצם הירך של בקר באמצעות טחנת עצם Noviomagus.לאחר מכן, השתלים נשטפו באמצעות מערכת שטיפה מלוחה פעימה על מגש מסננת.פותח התקן ויברו, מצויד בשני מנועים 15 V DC עם משקולות אקסצנטריות קבועות בתוך גליל מתכת.זרקו עליו משקולת מגובה נתון 72 פעמים כדי לשחזר את תהליך הפגיעה בעצם.נבדק טווח תדר הרטט שנמדד עם מד תאוצה המותקן בתא הרטט.כל מבחן גזירה חזר על עצמו בארבעה עומסים נורמליים שונים כדי לקבל סדרה של עקומות מתח-מתח.עבור כל בדיקה נבנו מעטפות כשל של Mohr-Colomb, מהן נגזרו ערכי חוזק גזירה וחסימה.
שלב 2: חזור על הניסוי על ידי הוספת דם כדי לשכפל את הסביבה העשירה שנתקלה בה במסגרות כירורגיות.
שלב 1: שתלים עם רטט מוגבר בכל תדרי הרטט הראו חוזק גזירה גבוה יותר בהשוואה לפגיעה ללא רטט.לרטט ב-60 הרץ הייתה ההשפעה הגדולה ביותר והייתה משמעותית.
שלב 2: השתלה עם פגיעה רטט נוספת באגרגטים רוויים הראתה חוזק גזירה נמוך יותר עבור כל עומסי הלחיצה הרגילים מאשר פגיעה ללא רטט.
מסקנה: עקרונות ההנדסה האזרחית חלים על השתלת העצם המושתלת.באגרגטים יבשים, הוספת רטט יכולה לשפר את התכונות המכניות של חלקיקי הפגיעה.במערכת שלנו, תדר הרטט האופטימלי הוא 60 הרץ.באגרגטים רוויים, עלייה ברטט משפיעה לרעה על חוזק הגזירה של האגרגט.ניתן להסביר זאת על ידי תהליך ההנזלה.
מטרת עבודה זו הייתה לתכנן, לבנות ולבדוק מערכת שיכולה להפריע לנבדקים העומדים עליה על מנת להעריך את יכולתם להגיב לשינויים אלו.ניתן לעשות זאת על ידי הטיה מהירה של המשטח עליו עומד האדם ולאחר מכן החזרתו למצב אופקי.מכאן ניתן לקבוע האם הנבדקים הצליחו לשמור על מצב של שיווי משקל וכמה זמן לקח להם להחזיר את מצב שיווי המשקל הזה.מצב שיווי משקל זה ייקבע על ידי מדידת ההשפעה התנוחה של הנבדק.הנדנוד התנוחתי הטבעי שלהם נמדד עם לוח פרופיל לחץ כף הרגל כדי לקבוע כמה נדנוד היה במהלך הבדיקה.המערכת מתוכננת גם להיות רב-תכליתית ובמחיר סביר יותר מאשר כיום זמינה מסחרית, מכיוון שלמרות שמכונות אלו חשובות למחקר, הן אינן נמצאות כיום בשימוש נרחב בשל העלות הגבוהה שלהן.המערכת החדשה שפותחה המוצגת במאמר זה שימשה להעברת חפצי בדיקה במשקל של עד 100 ק"ג.
בעבודה זו תוכננו שישה ניסויי מעבדה במדעי ההנדסה והפיזיקה לשיפור תהליך הלמידה של התלמידים.זה מושג על ידי התקנה ויצירת מכשירים וירטואליים עבור ניסויים אלה.השימוש במכשירים וירטואליים מושווה ישירות לשיטות הוראה מסורתיות במעבדה, ונדון בבסיס לפיתוח שתי הגישות.עבודה קודמת באמצעות למידה בעזרת מחשב (CBL) בפרויקטים דומים הקשורים לעבודה זו שימשה כדי להעריך כמה מהיתרונות של מכשירים וירטואליים, במיוחד אלה הקשורים להגברת העניין של התלמידים, שימור זיכרון, הבנה, ובסופו של דבר דיווח מעבדה..הטבות קשורות.הניסוי הוירטואלי הנדון במחקר זה הוא גרסה מתוקנת של ניסוי הסגנון המסורתי ובכך מספק השוואה ישירה של טכניקת ה-CBL החדשה עם מעבדת הסגנון המסורתי.אין הבדל מושגי בין שתי הגרסאות של הניסוי, ההבדל היחיד הוא באופן הצגתו.היעילות של שיטות CBL אלו הוערכה על ידי צפייה בביצועים של תלמידים המשתמשים במכשיר הוירטואלי בהשוואה לתלמידים אחרים באותה כיתה המבצעים את אופן הניסוי המסורתי.כל התלמידים מוערכים על ידי הגשת דוחות, שאלות ברירות רבות הקשורות לניסויים שלהם ושאלונים.תוצאות מחקר זה הושוו גם למחקרים קשורים אחרים בתחום ה-CBL.
זמן פרסום: 19-2-2023