316L الفولاذ المقاوم للصدأ أنابيب لفائف الشعرية المكون الكيميائي

الهدف من هذا العمل هو تطوير عملية معالجة آلية بالليزر بدقة أبعاد عالية وتكاليف عملية محددة مسبقًا.يتضمن هذا العمل تحليل نماذج التنبؤ بالحجم والتكلفة لتصنيع القنوات الدقيقة Nd:YVO4 بالليزر في PMMA والمعالجة الداخلية بالليزر للبولي كربونات لتصنيع أجهزة ميكروفلويديك.ولتحقيق أهداف المشروع هذه، قامت ANN وDoE بمقارنة حجم وتكلفة أنظمة الليزر CO2 وNd:YVO4.تم تنفيذ التنفيذ الكامل للتحكم في ردود الفعل بدقة دون الميكرون لتحديد المواقع الخطية مع ردود الفعل من جهاز التشفير.على وجه الخصوص، يتم التحكم في أتمتة إشعاع الليزر وتحديد موضع العينة بواسطة FPGA.سمحت المعرفة المتعمقة بإجراءات تشغيل نظام Nd:YVO4 وبرامجه باستبدال وحدة التحكم بوحدة تحكم التشغيل الآلي القابلة للبرمجة Compact-Rio (PAC)، والتي تم إنجازها في خطوة تحديد المواقع ثلاثية الأبعاد عالية الدقة الخاصة بجهاز LabVIEW Code Control Submicron Encoders .الأتمتة الكاملة لهذه العملية في كود LabVIEW قيد التطوير.يتضمن العمل الحالي والمستقبلي قياسات دقة الأبعاد والدقة وإمكانية تكرار نتائج أنظمة التصميم، وما يتصل بذلك من تحسين هندسة القنوات الدقيقة لتصنيع أجهزة الموائع الدقيقة والمختبرية على الرقاقة للتطبيقات الكيميائية/التحليلية وعلوم الفصل.

316 لترًا من موردي الأنابيب الملفوفة الشعرية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ

أنابيب لفائف الفولاذ المقاوم للصدأ عبارة عن أنبوب معدني طويل جدًا يتراوح قطره عادةً من 1 إلى 3.25 بوصة ويتم توفيره ملفوفًا على بكرة كبيرة في صناعات النفط والغاز.يتم استخدامه للتحكيم في آبار النفط والغاز وأحياناً كأنابيب إنتاج في آبار الغاز المستنفدة.

على غرار wireliningSS 316، غالبًا ما يتم استخدام الأنابيب الملفوفة غير الملحومة لتنفيذ العمليات.الميزة الرئيسية على الخط السلكي هي القدرة على ضخ المواد الكيميائية عبر الملف والقدرة على دفعها إلى داخل الحفرة بدلاً من الاعتماد على الجاذبية.يعتبر المبادل الحراري لأنابيب لفائف الفولاذ المقاوم للصدأ مثاليًا لتطبيقات مثل سخانات الوحدات والتسخين المسبق لهواء الغلاية والتكثيف والتبريد بالإضافة إلى تطبيقات الضغط العالي وتلطيف الهواء والتجفيف.بعض ميزات المبادلات الحرارية لأنابيب الملف هي المرونة وانخفاض الضغط المنخفض والكفاءة العالية.

يتم استخدام أنبوب لفائف الفولاذ المقاوم للصدأ 304 أيضًا في نوع أرخص من العمل على العمليات.يتم استخدامه لعمليات الطحن والحفر المفتوحة.تتراوح قوة إنتاج فولاذ الأنابيب الملتفة بين 55,000 رطل لكل بوصة مربعة - 120,000 رطل لكل بوصة مربعة، لذلك يمكن استخدامه أيضًا لكسر الخزان، وهي عملية يتم فيها ضغط السائل إلى آلاف رطل لكل بوصة مربعة في نقطة محددة في البئر لتفكيك الصخور والسماح بالتدفق. تدفق المنتجات.تقريبًا أي عملية يمكن لأنابيب الملف أن تؤديها في عمليات آبار النفط إذا تم استخدامها بشكل صحيح.يتميز أنبوب لفائف الفولاذ المقاوم للصدأ الملحوم بميزات استثنائية مثل الخصائص الكهربائية العالية والمعالجة الحرارية الممتازة والخصائص الحرارية وما إلى ذلك. تتمثل ميزة اختيار الشركة المصنعة لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوجة في الحصول على سعر أقل بنسبة 10٪ مقارنة بالمخزن والمورد في مومباي ومواد عالية الجودة مع شهادة اختبار مطحنة.تتمثل ميزة اختيار الشركة المصنعة لملفات أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 5/16 في الحصول على سعر أقل بنسبة 10٪ مقارنة بالمخزن والمورد في مومباي ومواد ذات جودة عالية مع شهادة اختبار المطحنة.

أحدث قائمة الأسعار لأنابيب لفائف الفولاذ المقاوم للصدأ

مخطط مواصفات الأنابيب الملفوفة غير الملحومة SS 316

أنابيب ملفوفة غير ملحومة مطلية بـ PVC أو TPU SS 316 مناسبة لخطوط التحكم والسريّة وخطوط الحقن الكيميائي

تتطلب العديد من التطبيقات للأجزاء المعدنية شبه الصلبة المقولبة (SSM) خصائص ميكانيكية ممتازة.تعتمد الخواص الميكانيكية المتميزة، مثل مقاومة التآكل والقوة العالية والصلابة، على ميزات البنية المجهرية الناتجة عن حجم الحبوب فائق الدقة.يعتمد حجم الحبوب هذا عادةً على قابلية المعالجة المثلى لـ SSM.ومع ذلك، غالبًا ما تحتوي مصبوبات SSM على مسامية متبقية، وهو ما يضر للغاية بالأداء.في هذا العمل، سيتم استكشاف العمليات الهامة لقولبة المعادن شبه الصلبة للحصول على أجزاء ذات جودة أعلى.يجب أن تكون هذه الأجزاء ذات مسامية منخفضة وخصائص بنية مجهرية محسنة، بما في ذلك حجم الحبوب فائق الدقة والتوزيع الموحد للرواسب المتصلبة وتكوين العناصر الدقيقة للسبائك.على وجه الخصوص، سيتم تحليل تأثير طريقة المعالجة المسبقة لدرجة الحرارة والوقت على تطوير البنية المجهرية المطلوبة.سيتم دراسة الخصائص الناتجة عن تحسن الكتلة، مثل زيادة القوة والصلابة والصلابة.
هذا العمل عبارة عن دراسة لتعديل سطح فولاذ الأداة H13 بالليزر باستخدام وضع المعالجة بالليزر النبضي.أسفرت خطة الفحص التجريبية الأولية التي تم تنفيذها عن خطة تفصيلية أكثر تحسينًا.يتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون (CO2) بطول موجة 10.6 ميكرومتر.في الخطة التجريبية للدراسة، تم استخدام بقع ليزر بثلاثة أحجام مختلفة: 0.4، 0.2، و0.09 ملم.المعلمات الأخرى التي يمكن التحكم فيها هي طاقة الذروة لليزر ومعدل تكرار النبض وتداخل النبض.يساعد غاز الأرجون عند ضغط 0.1 ميجا باسكال بشكل مستمر على المعالجة بالليزر.تم خشونة العينة H13 وحفرها كيميائيًا قبل معالجتها لزيادة امتصاصية السطح عند الطول الموجي لليزر ثاني أكسيد الكربون.تم تحضير العينات المعالجة بالليزر لإجراء الدراسات المعدنية وتم تشخيص خواصها الفيزيائية والميكانيكية.تم إجراء الدراسات المعدنية وتحليل التركيب الكيميائي باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح بالاشتراك مع قياس طيف الأشعة السينية المشتت من الطاقة.تم إجراء البلورة والكشف عن الطور للسطح المعدل باستخدام نظام XRD بإشعاع Cu Kα وطول موجة قدره 1.54 Å.يتم قياس المظهر الجانبي للسطح باستخدام نظام تحديد ملامح القلم.تم قياس خواص الصلابة للأسطح المعدلة بواسطة تقنية Vickers Diamond microindentation.تمت دراسة تأثير خشونة السطح على خصائص الكلال للأسطح المعدلة باستخدام نظام الكلال الحراري المصنع خصيصًا.وقد لوحظ أنه من الممكن الحصول على حبيبات سطحية معدلة بأحجام متناهية الصغر تقل عن 500 نانومتر.تم الحصول على عمق سطح محسّن في حدود 35 إلى 150 ميكرومتر في عينات H13 المعالجة بالليزر.يتم تقليل تبلور سطح H13 المعدل بشكل كبير، والذي يرتبط بالتوزيع العشوائي للبلورات بعد العلاج بالليزر.الحد الأدنى لمتوسط ​​خشونة السطح المصحح لـ H13 Ra هو 1.9 ميكرومتر.الاكتشاف المهم الآخر هو أن صلابة سطح H13 المعدل تتراوح من 728 إلى 905 HV0.1 عند إعدادات ليزر مختلفة.تم إنشاء علاقة بين نتائج المحاكاة الحرارية (معدلات التسخين والتبريد) ونتائج الصلابة لفهم تأثير معلمات الليزر بشكل أكبر.هذه النتائج مهمة لتطوير طرق تصلب السطح لتحسين مقاومة التآكل والطلاءات الواقية من الحرارة.
خصائص التأثير البارامترية للكرات الرياضية الصلبة لتطوير النوى النموذجية لـ GAA sliotar
الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو وصف السلوك الديناميكي لنواة sliotar عند الاصطدام.تم إجراء الخصائص اللزجة المرنة للكرة لمجموعة من سرعات التصادم.تعتبر مجالات البوليمر الحديثة حساسة لمعدل الانفعال، في حين أن المجالات التقليدية متعددة المكونات تعتمد على الانفعال.يتم تعريف الاستجابة اللزوجة المرنة غير الخطية من خلال قيمتين للصلابة: الصلابة الأولية والصلابة السائبة.الكرات التقليدية أكثر صلابة بمقدار 2.5 مرة من الكرات الحديثة، اعتمادًا على السرعة.يؤدي المعدل الأسرع للزيادة في صلابة الكرات التقليدية إلى زيادة نسبة COR غير الخطية مقابل السرعة مقارنة بالكرات الحديثة.أظهرت نتائج الصلابة الديناميكية إمكانية تطبيق محدودة للاختبارات شبه الساكنة ومعادلات نظرية الربيع.يوضح تحليل سلوك التشوه الكروي أن إزاحة مركز الجاذبية والضغط القطري غير متسقين لجميع أنواع المجالات.ومن خلال تجارب النماذج الأولية المكثفة، تم دراسة تأثير ظروف التصنيع على أداء الكرة.تختلف معايير الإنتاج لدرجة الحرارة والضغط وتركيب المواد لإنتاج مجموعة من الكرات.تؤثر صلابة البوليمر على الصلابة ولكن ليس على تبديد الطاقة، فزيادة الصلابة تزيد من صلابة الكرة.تؤثر الإضافات النووية على تفاعلية الكرة، وتؤدي زيادة كمية الإضافات إلى انخفاض تفاعلية الكرة، لكن هذا التأثير حساس لدرجة البوليمر.تم إجراء التحليل العددي باستخدام ثلاثة نماذج رياضية لمحاكاة استجابة الكرة للصدمة.أثبت النموذج الأول أنه قادر على إعادة إنتاج سلوك الكرة فقط إلى حد محدود، على الرغم من أنه سبق استخدامه بنجاح على أنواع أخرى من الكرات.أظهر النموذج الثاني تمثيلاً معقولاً لاستجابة تأثير الكرة التي كانت قابلة للتطبيق بشكل عام على جميع أنواع الكرة التي تم اختبارها، ولكن دقة التنبؤ باستجابة قوة الإزاحة لم تكن عالية كما هو مطلوب للتنفيذ على نطاق واسع.أما النموذج الثالث فقد أظهر دقة أفضل بكثير عند محاكاة استجابة الكرة.تتوافق قيم القوة التي يولدها النموذج لهذا النموذج بنسبة 95٪ مع البيانات التجريبية.
حقق هذا العمل هدفين رئيسيين.الأول هو تصميم وتصنيع مقياس اللزوجة الشعري لدرجة الحرارة العالية، والثاني هو محاكاة تدفق المعدن شبه الصلب للمساعدة في التصميم وتوفير البيانات لأغراض المقارنة.تم بناء مقياس اللزوجة الشعري ذو درجة الحرارة العالية واستخدامه في الاختبار الأولي.وسيتم استخدام الجهاز لقياس لزوجة المعادن شبه الصلبة في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة ومعدلات القص المشابهة لتلك المستخدمة في الصناعة.مقياس اللزوجة الشعري هو نظام ذو نقطة واحدة يمكنه حساب اللزوجة عن طريق قياس التدفق وانخفاض الضغط عبر الشعيرات الدموية، حيث أن اللزوجة تتناسب طرديًا مع انخفاض الضغط وتتناسب عكسيًا مع التدفق.تتضمن معايير التصميم متطلبات التحكم الجيد في درجات الحرارة التي تصل إلى 800 درجة مئوية، ومعدلات قص الحقن التي تزيد عن 10000 ثانية-1، ومقاطع الحقن الخاضعة للرقابة.تم تطوير نموذج ثنائي الأبعاد نظري ثنائي الطور يعتمد على الوقت باستخدام برنامج FLUENT لديناميات الموائع الحسابية (CFD).تم استخدام هذا لتقييم لزوجة المعادن شبه الصلبة أثناء مرورها عبر مقياس اللزوجة الشعري المصمم بسرعات حقن تبلغ 0.075 و 0.5 و 1 م / ث.تم أيضًا دراسة تأثير جزء من المواد الصلبة المعدنية (fs) من 0.25 إلى 0.50.بالنسبة لمعادلة اللزوجة في قانون القوى المستخدمة لتطوير نموذج فلوينت، لوحظ وجود علاقة قوية بين هذه المعلمات واللزوجة الناتجة.
يبحث هذا البحث في تأثير معلمات العملية على إنتاج مركبات مادة السيليكا المعدنية (MMC) في عملية التسميد الدفعي.تضمنت معلمات العملية التي تمت دراستها سرعة التحريك، وزمن التحريك، وهندسة التحريك، وموضع التحريك، ودرجة حرارة السائل المعدني (اللزوجة).تم إجراء عمليات محاكاة بصرية عند درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية)، وعمليات محاكاة حاسوبية واختبارات تحقق لإنتاج MMC Al-SiC.في عمليات المحاكاة المرئية والحاسوبية، تم استخدام الماء والجلسرين/الماء لتمثيل الألومنيوم السائل وشبه الصلب، على التوالي.تمت دراسة تأثيرات اللزوجة 1، 300، 500، 800، و 1000 مللي باسكال، ومعدلات التحريك 50، 100، 150، 200، 250، و 300 دورة في الدقيقة.10 لفات لكل قطعة.تم استخدام جزيئات SiC المعززة بنسبة 100%، مماثلة لتلك المستخدمة في الألومنيوم MMK، في التصور والاختبارات الحسابية.تم إجراء اختبارات التصوير في أكواب زجاجية شفافة.تم إجراء عمليات المحاكاة الحسابية باستخدام برنامج Fluent (برنامج CFD) وحزمة MixSim الاختيارية.يتضمن ذلك محاكاة ثنائية الأبعاد متعددة الأطوار تعتمد على الوقت لطرق الإنتاج باستخدام نموذج أويلريان (الحبيبي).لقد تم إثبات اعتماد زمن تشتت الجسيمات وزمن الاستقرار وارتفاع الدوامة على هندسة الخلط وسرعة دوران المحرض.بالنسبة لأداة التحريك ذات المجاذيف ذات الدرجة المئوية، فقد وُجد أن زاوية المجداف البالغة 60 درجة مناسبة بشكل أفضل للحصول بسرعة على تشتت موحد للجزيئات.نتيجة لهذه الاختبارات، وجد أنه من أجل الحصول على توزيع موحد لـ SiC، كانت سرعة التحريك 150 دورة في الدقيقة لنظام الماء-SiC و300 دورة في الدقيقة لنظام الجلسرين/الماء-SiC.لقد وجد أن زيادة اللزوجة من 1 مللي باسكال (للمعدن السائل) إلى 300 مللي باسكال (للمعدن شبه الصلب) كان لها تأثير كبير على زمن التشتت والترسيب لـ SiC.ومع ذلك، فإن زيادة أخرى من 300 مللي باسكال إلى 1000 مللي باسكال ليس لها تأثير يذكر في هذا الوقت.شمل جزء كبير من هذا العمل تصميم وبناء والتحقق من صحة آلة صب تصلب سريعة مخصصة لطريقة المعالجة بدرجة الحرارة العالية هذه.تتكون الآلة من محرك بأربع شفرات مسطحة بزاوية 60 درجة وبوتقة في غرفة فرن ذات تسخين مقاوم.يشتمل التثبيت على مشغل يعمل على إطفاء الخليط المعالج بسرعة.يتم استخدام هذه المعدات لإنتاج المواد المركبة Al-SiC.بشكل عام، تم العثور على اتفاق جيد بين التصور والحساب ونتائج الاختبارات التجريبية.
هناك العديد من تقنيات النماذج الأولية السريعة (RP) المختلفة التي تم تطويرها للاستخدام على نطاق واسع بشكل رئيسي في العقد الماضي.تستخدم أنظمة النماذج الأولية السريعة المتوفرة تجاريًا اليوم مجموعة متنوعة من التقنيات التي تستخدم الورق والشمع وراتنجات المعالجة الخفيفة والبوليمرات ومساحيق المعادن الجديدة.تضمن المشروع طريقة النماذج الأولية السريعة، نمذجة الترسيب المنصهر، التي تم تسويقها لأول مرة في عام 1991. في هذا العمل، تم تطوير واستخدام نسخة جديدة من نظام النمذجة عن طريق السطح باستخدام الشمع.يصف هذا المشروع التصميم الأساسي للنظام وطريقة ترسيب الشمع.تقوم آلات FDM بإنشاء الأجزاء عن طريق بثق المواد شبه المنصهرة على منصة بنمط محدد مسبقًا من خلال فوهات ساخنة.يتم تثبيت فوهة البثق على طاولة XY التي يتم التحكم فيها بواسطة نظام الكمبيوتر.بالاشتراك مع التحكم الآلي في آلية المكبس وموضع المستودع، يتم إنتاج نماذج دقيقة.يتم تكديس طبقات مفردة من الشمع فوق بعضها البعض لإنشاء كائنات ثنائية وثلاثية الأبعاد.كما تم تحليل خصائص الشمع لتحسين عملية إنتاج النماذج.وتشمل هذه درجة حرارة المرحلة الانتقالية للشمع، ولزوجة الشمع، وشكل قطرة الشمع أثناء المعالجة.
على مدى السنوات الخمس الماضية، طورت فرق البحث في المجموعة العلمية لقسم جامعة مدينة دبلن عمليتين للتصنيع الدقيق بالليزر، يمكنهما إنشاء قنوات وفوكسلات بدقة قابلة للتكرار على نطاق ميكرون.ينصب تركيز هذا العمل على استخدام مواد مخصصة لعزل الجزيئات الحيوية المستهدفة.يوضح العمل الأولي أنه يمكن إنشاء أشكال جديدة للخلط الشعري والقنوات السطحية لتحسين قدرات الفصل.سيركز هذا العمل على تطبيق أدوات التصنيع الدقيقة المتاحة لتصميم الأشكال الهندسية السطحية والقنوات التي ستوفر فصلًا وتوصيفًا محسنًا للأنظمة البيولوجية.وسيتبع تطبيق هذه الأنظمة منهج المختبر على الرقاقة لأغراض التشخيص الحيوي.سيتم استخدام الأجهزة المصنوعة باستخدام هذه التكنولوجيا المتقدمة في مختبرات الموائع الدقيقة بالمشروع.الهدف من المشروع هو استخدام تقنيات التصميم التجريبي والتحسين والمحاكاة لتوفير علاقة مباشرة بين معلمات المعالجة بالليزر وخصائص القنوات الدقيقة والنانوية، واستخدام هذه المعلومات لتحسين قنوات الفصل في هذه التقنيات الدقيقة.تشمل المخرجات المحددة للعمل ما يلي: تصميم القناة وتشكل السطح لتحسين علوم الفصل؛مراحل متجانسة من الضخ والاستخراج في رقائق متكاملة؛فصل الجزيئات الحيوية المستهدفة المختارة والمستخرجة على شرائح متكاملة.
إنشاء ومراقبة تدرجات درجة الحرارة الزمنية والملامح الطولية على طول أعمدة LC الشعرية باستخدام صفائف بلتيير والتصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء
تم تطوير منصة اتصال مباشر جديدة للتحكم الدقيق في درجة حرارة الأعمدة الشعرية استنادًا إلى استخدام خلايا بلتيير الحرارية الكهربائية التي يتم التحكم فيها بشكل فردي.توفر المنصة تحكمًا سريعًا في درجة الحرارة لأعمدة LC الشعرية والجزئية وتسمح بالبرمجة المتزامنة لدرجات الحرارة الزمانية والمكانية.تعمل المنصة في نطاق درجة حرارة يتراوح بين 15 إلى 200 درجة مئوية بمعدل انحدار يبلغ حوالي 400 درجة مئوية/دقيقة لكل خلية من خلايا بلتيير العشرة المتوافقة.تم تقييم النظام لعدة أوضاع قياس غير قياسية تعتمد على الشعيرات الدموية، مثل التطبيق المباشر لتدرجات درجة الحرارة ذات الملامح الخطية وغير الخطية، بما في ذلك تدرجات درجة حرارة العمود الثابتة وتدرجات درجة الحرارة الزمنية، والتدرجات الدقيقة التي يتم التحكم في درجة حرارتها، والشعيرات الدموية المبلمرة المتجانسة. مراحل ثابتة، وتصنيع مراحل متجانسة في قنوات ميكروفلويديك (على شريحة).يمكن استخدام الأداة مع أنظمة الفصل اللوني القياسية والعمودية.
التركيز الكهروهيدروديناميكي في جهاز ميكروفلويديك مستو ثنائي الأبعاد للتركيز المسبق للتحليلات الصغيرة
يتضمن هذا العمل التركيز الكهروهيدروديناميكي (EHDF) ونقل الفوتون للمساعدة في تطوير التخصيب المسبق وتحديد الأنواع.EHDF هي طريقة تركيز متوازنة الأيونات تعتمد على إقامة توازن بين القوى الهيدروديناميكية والكهربائية، حيث تصبح الأيونات محل الاهتمام ثابتة.تقدم هذه الدراسة طريقة جديدة باستخدام جهاز موائع جزيئية مستوية مفتوحة ثنائية الأبعاد ثنائية الأبعاد بدلاً من نظام القنوات الدقيقة التقليدية.يمكن لمثل هذه الأجهزة أن تركز مسبقًا كميات كبيرة من المواد، كما أنها سهلة التصنيع نسبيًا.تعرض هذه الدراسة نتائج المحاكاة المطورة حديثًا باستخدام COMSOL Multiphysics® 3.5a.وتمت مقارنة نتائج هذه النماذج مع النتائج التجريبية لاختبار هندسة التدفق المحددة والمناطق ذات التركيز العالي.تمت مقارنة نموذج الموائع الدقيقة العددي المطور مع التجارب المنشورة مسبقًا وكانت النتائج متسقة للغاية.بناءً على عمليات المحاكاة هذه، تم إجراء بحث على نوع جديد من السفن لتوفير الظروف المثلى لـ EHDF.تفوقت النتائج التجريبية باستخدام الشريحة على أداء النموذج.في رقائق الموائع الدقيقة المصنعة، لوحظ وضع جديد يسمى EGDP الجانبي، عندما يتم تركيز المادة قيد الدراسة بشكل عمودي على الجهد المطبق.لأن الكشف والتصوير هما جانبان رئيسيان لأنظمة ما قبل التخصيب وتحديد الأنواع.يتم عرض النماذج العددية والتحقق التجريبي من انتشار الضوء وتوزيع شدة الضوء في أنظمة ميكروفلويديك ثنائية الأبعاد.تم التحقق بنجاح من النموذج العددي المطور لانتشار الضوء تجريبيًا سواء من حيث المسار الفعلي للضوء عبر النظام أو من حيث توزيع الكثافة، مما أعطى نتائج قد تكون ذات فائدة لتحسين أنظمة البلمرة الضوئية، وكذلك أنظمة الكشف البصري باستخدام الشعيرات الدموية..
اعتمادا على الهندسة، يمكن استخدام الهياكل المجهرية في الاتصالات السلكية واللاسلكية، والموائع الدقيقة، وأجهزة الاستشعار الدقيقة، وتخزين البيانات، وقطع الزجاج، ووضع العلامات الزخرفية.في هذا العمل، تم دراسة العلاقة بين إعدادات معلمات نظام ليزر Nd:YVO4 وCO2 وحجم وتشكل الهياكل المجهرية.تشمل المعلمات المدروسة لنظام الليزر الطاقة P ومعدل تكرار النبض PRF وعدد النبضات N ومعدل المسح U. تتضمن أبعاد الإخراج المقاسة أقطار فوكسل مكافئة بالإضافة إلى عرض القناة الدقيقة والعمق وخشونة السطح.تم تطوير نظام تصنيع دقيق ثلاثي الأبعاد باستخدام ليزر Nd:YVO4 (2.5 واط، 1.604 ميكرومتر، 80 نانوثانية) لتصنيع الهياكل المجهرية داخل عينات البولي كربونات.يبلغ قطر وحدات الأكسيل ذات البنية المجهرية 48 إلى 181 ميكرومتر.يوفر النظام أيضًا تركيزًا دقيقًا باستخدام أهداف المجهر لإنشاء وحدات فوكسل أصغر في نطاق 5 إلى 10 ميكرومتر في زجاج الصودا والجير وعينات السيليكا المنصهرة والياقوت.تم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون (1.5 كيلووات، 10.6 ميكرومتر، الحد الأدنى لمدة النبضة 26 ميكروثانية) لإنشاء قنوات دقيقة في عينات زجاج الجير والصودا.يتنوع الشكل المقطعي للقنوات الدقيقة بشكل كبير بين الأخاديد v والأخاديد u ومواقع الاجتثاث السطحية.تختلف أحجام القنوات الدقيقة أيضًا بشكل كبير: من 81 إلى 365 ميكرومتر عرضًا، ومن 3 إلى 379 ميكرومترًا في العمق، وخشونة السطح من 2 إلى 13 ميكرومترًا، اعتمادًا على التثبيت.تم فحص أحجام القنوات الدقيقة وفقًا لمعلمات المعالجة بالليزر باستخدام منهجية سطح الاستجابة (RSM) وتصميم التجارب (DOE).تم استخدام النتائج التي تم جمعها لدراسة تأثير معلمات العملية على معدل الاجتثاث الحجمي والكتلي.بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير نموذج رياضي للعملية الحرارية للمساعدة في فهم العملية والسماح بالتنبؤ ببنية القناة قبل التصنيع الفعلي.
تبحث صناعة القياس دائمًا عن طرق جديدة لاستكشاف تضاريس السطح ورقمنتها بدقة وسرعة، بما في ذلك حساب معلمات خشونة السطح وإنشاء سحب نقطية (مجموعات من النقاط ثلاثية الأبعاد تصف سطحًا واحدًا أو أكثر) للنمذجة أو الهندسة العكسية.الأنظمة موجودة، وازدادت شعبية الأنظمة البصرية على مدار العقد الماضي، ولكن شراء وصيانة معظم ملفات التعريف الضوئية باهظ الثمن.اعتمادًا على نوع النظام، قد يكون من الصعب أيضًا تصميم ملفات التعريف الضوئية وقد لا تكون هشاشتها مناسبة لمعظم تطبيقات المتاجر أو المصانع.يغطي هذا المشروع تطوير ملف التعريف باستخدام مبادئ التثليث البصري.يحتوي النظام المطور على مساحة طاولة مسح تبلغ 200 × 120 ملم ونطاق قياس عمودي يبلغ 5 ملم.يمكن أيضًا تعديل موضع مستشعر الليزر فوق السطح المستهدف بمقدار 15 مم.تم تطوير برنامج تحكم للمسح التلقائي للأجزاء والمساحات السطحية التي يختارها المستخدم.ويتميز هذا النظام الجديد بدقة الأبعاد.الحد الأقصى لخطأ جيب التمام المقاس للنظام هو 0.07 درجة.يتم قياس الدقة الديناميكية للنظام عند 2 ميكرومتر في المحور Z (الارتفاع) وحوالي 10 ميكرومتر في المحورين X وY.كانت نسبة الحجم بين الأجزاء الممسوحة ضوئيًا (العملات المعدنية والمسامير والغسالات وقوالب العدسات الليفية) جيدة.سيتم أيضًا مناقشة اختبار النظام، بما في ذلك قيود ملف التعريف والتحسينات الممكنة للنظام.
الهدف من هذا المشروع هو تطوير وتوصيف نظام بصري جديد عالي السرعة عبر الإنترنت لفحص العيوب السطحية.يعتمد نظام التحكم على مبدأ التثليث البصري ويوفر طريقة عدم الاتصال لتحديد المظهر الجانبي ثلاثي الأبعاد للأسطح المنتشرة.تشتمل المكونات الرئيسية لنظام التطوير على ليزر ديود، وكاميرا CCf15 CMOS، ومحركين مؤازرين يتم التحكم فيهما بواسطة الكمبيوتر.تتم برمجة حركة العينة، والتقاط الصور، والتنميط السطحي ثلاثي الأبعاد في برنامج LabView.يمكن تسهيل التحقق من البيانات الملتقطة عن طريق إنشاء برنامج للعرض الافتراضي لسطح ممسوح ضوئيًا ثلاثي الأبعاد وحساب معلمات خشونة السطح المطلوبة.تُستخدم المحركات المؤازرة لتحريك العينة في الاتجاهين X وY بدقة 0.05 ميكرومتر.يمكن لأداة تعريف الأسطح عبر الإنترنت المطورة غير المتصلة إجراء مسح سريع وفحص سطحي عالي الدقة.تم استخدام النظام المطور بنجاح لإنشاء ملفات تعريف سطحية ثنائية الأبعاد تلقائية وملامح سطحية ثلاثية الأبعاد وقياسات خشونة السطح على سطح مواد العينات المختلفة.تحتوي معدات الفحص الآلي على مساحة مسح XY تبلغ 12 × 12 مم.لتوصيف ومعايرة نظام التنميط المطور، تمت مقارنة المظهر الجانبي للسطح الذي تم قياسه بواسطة النظام مع نفس السطح الذي تم قياسه باستخدام المجهر الضوئي، والمجهر ثنائي العينين، وAFM وMitutoyo Surftest-402.
أصبحت متطلبات جودة المنتجات والمواد المستخدمة فيها أكثر تطلبًا.الحل للعديد من مشكلات ضمان الجودة المرئية (QA) هو استخدام أنظمة فحص الأسطح الآلية في الوقت الفعلي.وهذا يتطلب جودة منتج موحدة بإنتاجية عالية.ولذلك، هناك حاجة إلى أنظمة قادرة بنسبة 100% على اختبار المواد والأسطح في الوقت الفعلي.ولتحقيق هذا الهدف، يوفر الجمع بين تكنولوجيا الليزر وتكنولوجيا التحكم بالكمبيوتر حلاً فعالاً.في هذا العمل، تم تطوير نظام مسح ليزري عالي السرعة ومنخفض التكلفة وعالي الدقة.النظام قادر على قياس سمك الأجسام الصلبة المعتمة باستخدام مبدأ التثليث البصري بالليزر.يضمن النظام المطور دقة وتكرار القياسات على مستوى الميكرومتر.
الهدف من هذا المشروع هو تصميم وتطوير نظام فحص بالليزر للكشف عن عيوب السطح وتقييم إمكاناته للتطبيقات المضمنة عالية السرعة.المكونات الرئيسية لنظام الكشف هي وحدة صمام ثنائي ليزر كمصدر للإضاءة، وكاميرا وصول عشوائي CMOS كوحدة كشف، ومرحلة ترجمة XYZ.تم تطوير خوارزميات لتحليل البيانات التي تم الحصول عليها عن طريق مسح أسطح العينات المختلفة.يعتمد نظام التحكم على مبدأ التثليث البصري.يسقط شعاع الليزر بشكل غير مباشر على سطح العينة.ثم يؤخذ الفرق في ارتفاع السطح على أنه الحركة الأفقية لبقعة الليزر على سطح العينة.وهذا يسمح بأخذ قياسات الارتفاع باستخدام طريقة التثليث.تتم أولاً معايرة نظام الكشف المطور للحصول على عامل تحويل يعكس العلاقة بين إزاحة النقطة التي يقاسها المستشعر والإزاحة الرأسية للسطح.تم إجراء التجارب على أسطح مختلفة من مواد العينة: النحاس والألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ.النظام المطور قادر على إنشاء خريطة طبوغرافية ثلاثية الأبعاد بدقة للعيوب التي تحدث أثناء التشغيل.تم تحقيق دقة مكانية تبلغ حوالي 70 ميكرومتر ودقة عمق تبلغ 60 ميكرومتر.ويتم التحقق من أداء النظام أيضًا عن طريق قياس دقة المسافات المقاسة.
تُستخدم أنظمة المسح بالليزر الليفي عالية السرعة في بيئات التصنيع الصناعية الآلية للكشف عن عيوب السطح.تشمل الطرق الأكثر حداثة للكشف عن عيوب السطح استخدام الألياف الضوئية للإضاءة واكتشاف المكونات.تتضمن هذه الأطروحة تصميم وتطوير نظام إلكتروني ضوئي جديد عالي السرعة.في هذا البحث، تم دراسة مصدرين لمصابيح LED، LEDs (الثنائيات الباعثة للضوء) وثنائيات الليزر.يوجد صف من خمسة ثنائيات باعثة وخمسة ثنائيات ضوئية مستقبلة مقابل بعضها البعض.يتم التحكم في جمع البيانات وتحليلها بواسطة جهاز كمبيوتر باستخدام برنامج LabVIEW.يستخدم النظام لقياس أبعاد العيوب السطحية مثل الثقوب (1 مم) والثقوب العمياء (2 مم) والشقوق في المواد المختلفة.تظهر النتائج أنه على الرغم من أن النظام مخصص في المقام الأول للمسح ثنائي الأبعاد، إلا أنه يمكن أن يعمل أيضًا كنظام تصوير ثلاثي الأبعاد محدود.وأظهر النظام أيضًا أن جميع المواد المعدنية التي تمت دراستها كانت قادرة على عكس إشارات الأشعة تحت الحمراء.تسمح الطريقة المطورة حديثًا باستخدام مجموعة من الألياف المائلة للنظام بتحقيق دقة قابلة للتعديل مع دقة قصوى للنظام تبلغ حوالي 100 ميكرومتر (قطر الألياف المجمعة).تم استخدام النظام بنجاح لقياس المظهر الجانبي للسطح وخشونة السطح وسمك وانعكاس المواد المختلفة.يمكن اختبار الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس والنحاس والتفنول والبولي كربونات باستخدام هذا النظام.وتتمثل مزايا هذا النظام الجديد في سرعة الكشف، وتكلفة أقل، وحجم أصغر، ودقة أعلى، ومرونة.
تصميم وبناء واختبار أنظمة جديدة لدمج ونشر تقنيات الاستشعار البيئية الجديدة.مناسبة بشكل خاص لتطبيقات مراقبة البكتيريا البرازية
تعديل البنية النانوية الدقيقة للألواح الشمسية الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون لتحسين إمدادات الطاقة
أحد التحديات الهندسية الرئيسية التي تواجه المجتمع العالمي اليوم هو إمدادات الطاقة المستدامة.لقد حان الوقت ليبدأ المجتمع بالاعتماد بشكل كبير على مصادر الطاقة المتجددة.تزود الشمس الأرض بالطاقة المجانية، لكن الطرق الحديثة لاستخدام هذه الطاقة على شكل كهرباء لها بعض القيود.وفي حالة الخلايا الكهروضوئية، فإن المشكلة الرئيسية هي عدم كفاية كفاءة جمع الطاقة الشمسية.تُستخدم الآلات الدقيقة بالليزر عادةً لإنشاء روابط بين الطبقات النشطة الكهروضوئية مثل الركائز الزجاجية والسيليكون المهدرج وطبقات أكسيد الزنك.ومن المعروف أيضًا أنه يمكن الحصول على المزيد من الطاقة عن طريق زيادة مساحة سطح الخلية الشمسية، على سبيل المثال عن طريق التصنيع الدقيق.لقد ثبت أن تفاصيل المظهر الجانبي لسطح النانو تؤثر على كفاءة امتصاص الطاقة للخلايا الشمسية.الغرض من هذه الورقة هو دراسة فوائد تكييف هياكل الخلايا الشمسية الصغيرة والنانو ومتوسطة الحجم لتوفير طاقة أعلى.إن تنوع المعلمات التكنولوجية لهذه الهياكل المجهرية والهياكل النانوية سيجعل من الممكن دراسة تأثيرها على طوبولوجيا السطح.سيتم اختبار الخلايا لمعرفة الطاقة التي تنتجها عند تعرضها لمستويات يتم التحكم فيها تجريبيًا من الضوء الكهرومغناطيسي.سيتم إنشاء علاقة مباشرة بين كفاءة الخلية والملمس السطحي.
أصبحت مركبات المصفوفة المعدنية (MMCs) بسرعة مرشحة رئيسية لدور المواد الإنشائية في الهندسة والإلكترونيات.الألومنيوم (Al) والنحاس (Cu) المعززان بـ SiC نظرًا لخصائصهما الحرارية الممتازة (على سبيل المثال معامل التمدد الحراري المنخفض (CTE)، والموصلية الحرارية العالية) والخواص الميكانيكية المحسنة (على سبيل المثال، قوة محددة أعلى، وأداء أفضل).يستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات لمقاومة التآكل ومعامل محدد.في الآونة الأخيرة، أصبحت هذه MMCs عالية السيراميك اتجاهًا آخر لتطبيقات التحكم في درجة الحرارة في العبوات الإلكترونية.عادةً، في حزم أجهزة الطاقة، يتم استخدام الألومنيوم (Al) أو النحاس (Cu) كمبدد حراري أو لوحة قاعدة للاتصال بالركيزة الخزفية التي تحمل الشريحة وبنية الدبوس المرتبطة بها.يعد الاختلاف الكبير في معامل التمدد الحراري (CTE) بين السيراميك والألمنيوم أو النحاس أمرًا غير ملائم لأنه يقلل من موثوقية العبوة ويحد أيضًا من حجم الركيزة الخزفية التي يمكن ربطها بالركيزة.
ونظرًا لهذا القصور، أصبح من الممكن الآن تطوير ودراسة وتوصيف مواد جديدة تلبي المتطلبات المحددة للمواد المحسنة حراريًا.مع تحسين التوصيل الحراري وخصائص معامل التمدد الحراري (CTE)، أصبح MMC CuSiC وAlSiC الآن من الحلول القابلة للتطبيق لتغليف الإلكترونيات.سيقوم هذا العمل بتقييم الخصائص الفيزيائية الحرارية الفريدة لهذه MMCs وتطبيقاتها المحتملة للإدارة الحرارية للحزم الإلكترونية.
تواجه شركات النفط تآكلًا كبيرًا في منطقة اللحام لأنظمة صناعة النفط والغاز المصنوعة من الكربون والفولاذ المنخفض السبائك.في البيئات التي تحتوي على ثاني أكسيد الكربون، يعزى الضرر الناتج عن التآكل عادة إلى الاختلافات في قوة أغشية التآكل الواقية المترسبة على مختلف الهياكل الدقيقة للفولاذ الكربوني.يرجع التآكل المحلي في معدن اللحام (WM) والمنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) بشكل أساسي إلى التأثيرات الجلفانية بسبب الاختلافات في تكوين السبائك والبنية المجهرية.تم دراسة الخصائص الهيكلية الدقيقة للمعادن الأساسية (PM)، وWM، وHAZ لفهم تأثير البنية المجهرية على سلوك التآكل للمفاصل الملحومة من الفولاذ الطري.تم إجراء اختبارات التآكل في محلول كلوريد الصوديوم 3.5% مشبع بثاني أكسيد الكربون تحت ظروف غير مؤكسجة عند درجة حرارة الغرفة (20 ± 2 درجة مئوية) ودرجة الحموضة 4.0 ± 0.3.تم إجراء توصيف سلوك التآكل باستخدام الطرق الكهروكيميائية لتحديد إمكانات الدائرة المفتوحة، والمسح الديناميكي الديناميكي، ومقاومة الاستقطاب الخطي، بالإضافة إلى التوصيف العام للمعادن باستخدام المجهر الضوئي.المراحل المورفولوجية الرئيسية المكتشفة هي الفريت الحلقي، والأوستينيت المحتفظ به، والبنية المارتنسيتية الباينية في WM.وهي أقل شيوعًا في HAZ.تم العثور على سلوك كهروكيميائي مختلف بشكل كبير ومعدلات التآكل في PM وVM وHAZ.
ويهدف العمل الذي يغطيه هذا المشروع إلى تحسين الكفاءة الكهربائية للمضخات الغاطسة.لقد تزايدت الطلبات على صناعة المضخات للتحرك في هذا الاتجاه مؤخرًا مع إدخال تشريعات الاتحاد الأوروبي الجديدة التي تتطلب من الصناعة ككل تحقيق مستويات جديدة وأعلى من الكفاءة.تحلل هذه الورقة استخدام سترة التبريد لتبريد منطقة الملف اللولبي للمضخة وتقترح تحسينات في التصميم.على وجه الخصوص، يتميز تدفق السوائل ونقل الحرارة في سترات التبريد لمضخات التشغيل.ستوفر التحسينات في تصميم الغلاف نقلًا أفضل للحرارة إلى منطقة محرك المضخة مما يؤدي إلى تحسين كفاءة المضخة مع تقليل السحب المستحث.ولأغراض هذا العمل، تمت إضافة نظام اختبار مضخة مثبت على حفرة جافة إلى خزان الاختبار الحالي الذي تبلغ سعته 250 مترًا مكعبًا.يتيح ذلك تتبع الكاميرا عالي السرعة لمجال التدفق وصورة حرارية لغلاف المضخة.يسمح مجال التدفق الذي تم التحقق من صحته من خلال تحليل CFD بإجراء التجارب والاختبار والمقارنة بين التصميمات البديلة للحفاظ على درجات حرارة التشغيل منخفضة قدر الإمكان.تحمل التصميم الأصلي لمضخة القطب M60-4 أقصى درجة حرارة لغلاف المضخة الخارجية تبلغ 45 درجة مئوية وأقصى درجة حرارة للجزء الثابت تبلغ 90 درجة مئوية.يُظهر تحليل تصميمات النماذج المختلفة التصميمات الأكثر فائدة للأنظمة الأكثر كفاءة والتي لا ينبغي استخدامها.وعلى وجه الخصوص، فإن تصميم ملف التبريد المدمج لا يوجد به أي تحسن مقارنة بالتصميم الأصلي.أدت زيادة عدد شفرات المكره من أربعة إلى ثمانية إلى تقليل درجة حرارة التشغيل المقاسة في الغلاف بمقدار سبع درجات مئوية.
يؤدي الجمع بين كثافة الطاقة العالية وتقليل وقت التعرض في معالجة المعادن إلى تغيير في البنية المجهرية للسطح.يعد الحصول على المزيج الأمثل من معلمات عملية الليزر ومعدل التبريد أمرًا بالغ الأهمية لتغيير بنية الحبوب وتحسين الخصائص الاحتكاكية على سطح المادة.كان الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو دراسة تأثير المعالجة بالليزر النبضي السريع على الخواص الاحتكاكية للمواد الحيوية المعدنية المتوفرة تجاريًا.هذا العمل مخصص لتعديل سطح الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 316L وTi-6Al-4V بالليزر.تم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون النبضي بقوة 1.5 كيلووات لدراسة تأثير معلمات عملية الليزر المختلفة والبنية المجهرية السطحية والتشكل الناتج.وباستخدام عينة أسطوانية تدور بشكل عمودي على اتجاه إشعاع الليزر، تنوعت شدة إشعاع الليزر ووقت التعرض وكثافة تدفق الطاقة وعرض النبض.تم إجراء التوصيف باستخدام قياسات SEM وEDX وقياسات خشونة الإبرة وتحليل XRD.كما تم تنفيذ نموذج التنبؤ بدرجة حرارة السطح لتحديد المعلمات الأولية للعملية التجريبية.تم بعد ذلك إجراء رسم خرائط العملية لتحديد عدد من المعلمات المحددة لمعالجة سطح الفولاذ المنصهر بالليزر.هناك علاقة قوية بين الإضاءة وزمن التعرض وعمق المعالجة وخشونة العينة المعالجة.وارتبطت زيادة عمق وخشونة التغيرات في البنية المجهرية بمستويات تعرض أعلى وأوقات تعرض.ومن خلال تحليل خشونة وعمق المنطقة المعالجة، يتم استخدام نماذج تدفق الطاقة ودرجة حرارة السطح للتنبؤ بدرجة الذوبان التي ستحدث على السطح.مع زيادة زمن تفاعل شعاع الليزر، تزداد خشونة سطح الفولاذ لمختلف مستويات طاقة النبض المدروسة.في حين لوحظ أن البنية السطحية تحافظ على المحاذاة الطبيعية للبلورات، فقد لوحظت تغيرات في اتجاه الحبوب في المناطق المعالجة بالليزر.
تحليل وتوصيف سلوك إجهاد الأنسجة وآثاره على تصميم السقالة
في هذا المشروع، تم تطوير العديد من الأشكال الهندسية المختلفة للسقالة وتم إجراء تحليل العناصر المحدودة لفهم الخواص الميكانيكية لبنية العظام، ودورها في تطور الأنسجة، والتوزيع الأقصى للضغط والانفعال في السقالة.تم جمع فحوصات التصوير المقطعي المحوسب (CT) لعينات العظام التربيقية بالإضافة إلى هياكل السقالات المصممة باستخدام CAD.تتيح لك هذه التصميمات إنشاء نماذج أولية واختبارها، بالإضافة إلى تنفيذ FEM لهذه التصميمات.تم إجراء قياسات ميكانيكية للتشوهات الدقيقة على السقالات المصنعة والعينات التربيقية لعظم رأس الفخذ وتمت مقارنة هذه النتائج مع تلك التي حصلت عليها الهيئة الاتحادية للبيئة لنفس الهياكل.ويعتقد أن الخواص الميكانيكية تعتمد على شكل المسام المصمم (الهيكل)، حجم المسام (120، 340 و 600 ميكرومتر) وظروف التحميل (مع أو بدون كتل التحميل).تمت دراسة التغيرات في هذه المعلمات للهياكل المسامية ذات 8 مم 3 و 22.7 مم 3 و 1000 مم 3 من أجل دراسة تأثيرها بشكل شامل على توزيع الإجهاد.تظهر نتائج التجارب والمحاكاة أن التصميم الهندسي للهيكل يلعب دورًا مهمًا في توزيع الإجهاد، ويسلط الضوء على الإمكانات الكبيرة لتصميم الإطار لتحسين تجديد العظام.وبشكل عام، يعد حجم المسام أكثر أهمية من مستوى المسامية في تحديد الحد الأقصى لمستوى الضغط الإجمالي.ومع ذلك، فإن مستوى المسامية مهم أيضًا في تحديد الموصلية العظمية لهياكل السقالة.ومع زيادة مستوى المسامية من 30% إلى 70%، تزداد قيمة الضغط القصوى بشكل ملحوظ لنفس حجم المسام.
يعد حجم مسام السقالة مهمًا أيضًا لطريقة التصنيع.جميع الأساليب الحديثة للنماذج الأولية السريعة لها قيود معينة.في حين أن التصنيع التقليدي أكثر تنوعًا، إلا أنه غالبًا ما يكون من المستحيل تصنيع تصميمات أكثر تعقيدًا وأصغر حجمًا.معظم هذه التقنيات حاليًا غير قادرة اسميًا على إنتاج مسام أقل من 500 ميكرومتر بشكل مستدام.وبالتالي، فإن النتائج التي يبلغ حجم مسامها 600 ميكرومتر في هذا العمل هي الأكثر صلة بقدرات الإنتاج لتقنيات التصنيع السريع الحالية.الهيكل السداسي المقدم، على الرغم من اعتباره في اتجاه واحد فقط، سيكون الهيكل الأكثر تباين الخواص مقارنة بالهياكل القائمة على المكعب والمثلث.الهياكل المكعبة والمثلثية متناحية نسبيًا مقارنة بالهياكل السداسية.يعد تباين الخواص أمرًا مهمًا عند النظر في الموصلية العظمية للسقالة المصممة.يؤثر توزيع الضغط وموقع الفتحة على عملية إعادة التصميم، ويمكن أن تؤدي ظروف التحميل المختلفة إلى تغيير قيمة الضغط القصوى وموقعها.يجب أن يعزز اتجاه التحميل السائد حجم المسام وتوزيعها للسماح للخلايا بالنمو إلى مسام أكبر وتوفير العناصر الغذائية ومواد البناء.استنتاج آخر مثير للاهتمام لهذا العمل، من خلال فحص توزيع الإجهاد في المقطع العرضي للأعمدة، هو أنه يتم تسجيل قيم إجهاد أعلى على سطح الأعمدة مقارنة بالمركز.في هذا العمل، تبين أن حجم المسام ومستوى المسامية وطريقة التحميل ترتبط ارتباطًا وثيقًا بمستويات الإجهاد التي تحدث في الهيكل.توضح هذه النتائج إمكانية إنشاء هياكل دعامية يمكن أن تختلف فيها مستويات الضغط على سطح الدعامة إلى حد أكبر، مما يمكن أن يعزز ارتباط الخلايا ونموها.
توفر السقالات الاصطناعية البديلة للعظام الفرصة لتخصيص الخصائص بشكل فردي، والتغلب على التوفر المحدود للمانحين، وتحسين التكامل العظمي.تهدف هندسة العظام إلى معالجة هذه المشكلات من خلال توفير طعوم عالية الجودة يمكن توفيرها بكميات كبيرة.في هذه التطبيقات، تعتبر هندسة السقالة الداخلية والخارجية ذات أهمية كبيرة، حيث أن لها تأثيرًا كبيرًا على الخواص الميكانيكية والنفاذية وتكاثر الخلايا.تسمح تقنية النماذج الأولية السريعة باستخدام مواد غير قياسية ذات هندسة معينة ومحسنة، ويتم تصنيعها بدقة عالية.يستكشف هذا البحث قدرة تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد على تصنيع أشكال هندسية معقدة للسقالات الهيكلية باستخدام مواد فوسفات الكالسيوم المتوافقة حيويًا.تظهر الدراسات الأولية للمادة المسجلة الملكية أنه يمكن تحقيق السلوك الميكانيكي الاتجاهي المتوقع.أظهرت القياسات الفعلية للخصائص الميكانيكية الاتجاهية للعينات المصنعة نفس الاتجاهات التي أظهرتها نتائج تحليل العناصر المحدودة (FEM).يوضح هذا العمل أيضًا جدوى الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع سقالات هندسة الأنسجة من أسمنت فوسفات الكالسيوم المتوافق حيويًا.تم تصنيع الإطارات عن طريق الطباعة بمحلول مائي من فوسفات هيدروجين ثنائي الصوديوم على طبقة مسحوق تتكون من خليط متجانس من فوسفات هيدروجين الكالسيوم وهيدروكسيد الكالسيوم.يحدث تفاعل الترسيب الكيميائي الرطب في طبقة المسحوق للطابعة ثلاثية الأبعاد.تم عمل عينات صلبة لقياس الخواص الميكانيكية للضغط الحجمي لأسمنت فوسفات الكالسيوم المصنع (CPC).كان للأجزاء المنتجة على هذا النحو معامل مرونة متوسط ​​قدره 3.59 ميجا باسكال ومتوسط ​​قوة ضغط قدرها 0.147 ميجا باسكال.يؤدي التلبيد إلى زيادة كبيرة في خصائص الضغط (E = 9.15 ميجا باسكال، σt = 0.483 ميجا باسكال)، ولكنه يقلل من مساحة السطح المحددة للمادة.نتيجة للتلبيد، يتحلل أسمنت فوسفات الكالسيوم إلى فوسفات ثلاثي الكالسيوم (β-TCP) وهيدروكسيباتيت (HA)، وهو ما تؤكده بيانات التحليل الحراري الوزني والتفاضلي (TGA/DTA) وتحليل حيود الأشعة السينية ( XRD).الخصائص غير كافية للزرعات ذات الأحمال العالية، حيث تتراوح القوة المطلوبة من 1.5 إلى 150 ميجا باسكال، وصلابة الضغط تتجاوز 10 ميجا باسكال.ومع ذلك، فإن المزيد من المعالجة اللاحقة، مثل التسلل باستخدام البوليمرات القابلة للتحلل، يمكن أن تجعل هذه الهياكل مناسبة لتطبيقات الدعامات.
الهدف: أظهرت الأبحاث في ميكانيكا التربة أن الاهتزاز المطبق على الركام يؤدي إلى محاذاة أكثر كفاءة للجسيمات وتقليل الطاقة اللازمة للعمل على الركام.كان هدفنا هو تطوير طريقة لتأثير الاهتزاز على عملية انحشار العظام وتقييم تأثيرها على الخواص الميكانيكية للطعوم المنطمرة.
المرحلة الأولى: طحن 80 رأسًا من عظم الفخذ البقري باستخدام مطحنة عظام نوفيوماجوس.ثم تم غسل الطعوم باستخدام نظام الغسيل الملحي النبضي على صينية الغربال.تم تطوير جهاز ذو تأثير اهتزازي، مزود بمحركين تيار مستمر 15 فولت مع أوزان لا مركزية مثبتة داخل أسطوانة معدنية.قم برمي وزن عليه من ارتفاع معين 72 مرة لتكرار عملية الاصطدام بالعظم.تم اختبار نطاق تردد الاهتزاز الذي تم قياسه باستخدام مقياس التسارع المثبت في غرفة الاهتزاز.تم بعد ذلك تكرار كل اختبار قص عند أربعة أحمال عادية مختلفة للحصول على سلسلة من منحنيات الإجهاد والانفعال.تم إنشاء مظاريف فشل موهر-كولوم لكل اختبار، والتي منها تم اشتقاق قوة القص وقيم الحجب.
المرحلة 2: كرر التجربة بإضافة الدم لتكرار البيئة الغنية التي واجهتها في البيئات الجراحية.
المرحلة 1: أظهرت الطعوم ذات الاهتزاز المتزايد عند جميع ترددات الاهتزاز قوة قص أعلى مقارنة بالتأثير بدون اهتزاز.أظهر الاهتزاز بتردد 60 هرتز التأثير الأكبر وكان مهمًا.
المرحلة الثانية: أظهر التطعيم بتأثير اهتزازي إضافي في الركام المشبع قوة قص أقل لجميع أحمال الضغط العادية مقارنة بالصدم بدون اهتزاز.
الخلاصة: تنطبق مبادئ الهندسة المدنية على زراعة العظم المزروع.في الركام الجاف، يمكن أن تؤدي إضافة الاهتزاز إلى تحسين الخواص الميكانيكية لجزيئات الصدم.في نظامنا، تردد الاهتزاز الأمثل هو 60 هرتز.في الركام المشبع، تؤثر زيادة الاهتزاز سلبًا على قوة القص للركام.ويمكن تفسير ذلك من خلال عملية التسييل.
كان الهدف من هذا العمل هو تصميم وبناء واختبار نظام يمكنه إزعاج الأشخاص الذين يقفون عليه من أجل تقييم قدرتهم على الاستجابة لهذه التغييرات.ويمكن القيام بذلك عن طريق إمالة السطح الذي يقف عليه الشخص بسرعة ثم إعادته إلى الوضع الأفقي.من الممكن من هذا تحديد ما إذا كان الأشخاص قادرين على الحفاظ على حالة التوازن والمدة التي استغرقوها لاستعادة حالة التوازن هذه.سيتم تحديد حالة التوازن هذه عن طريق قياس التأثير الوضعي للموضوع.تم قياس تأثيرهم الوضعي الطبيعي باستخدام لوحة ضغط القدم لتحديد مقدار التأثير أثناء الاختبار.تم تصميم النظام أيضًا ليكون أكثر تنوعًا وبأسعار معقولة مقارنة بالمتوفر تجاريًا حاليًا، لأنه على الرغم من أهمية هذه الآلات للبحث، إلا أنها لا تستخدم على نطاق واسع في الوقت الحاضر بسبب تكلفتها العالية.تم استخدام النظام المطور حديثًا والمعروض في هذه المقالة لتحريك كائنات الاختبار التي يصل وزنها إلى 100 كجم.
في هذا العمل، تم تصميم ستة تجارب معملية في الهندسة والعلوم الفيزيائية لتحسين عملية التعلم للطلاب.ويتم تحقيق ذلك عن طريق تثبيت وإنشاء أدوات افتراضية لهذه التجارب.تتم مقارنة استخدام الأدوات الافتراضية مباشرة مع طرق التدريس المخبرية التقليدية، ويتم مناقشة أساس تطوير كلا النهجين.تم استخدام العمل السابق باستخدام التعلم بمساعدة الكمبيوتر (CBL) في مشاريع مماثلة تتعلق بهذا العمل لتقييم بعض فوائد الأدوات الافتراضية، خاصة تلك المتعلقة بزيادة اهتمام الطلاب، والاحتفاظ بالذاكرة، والفهم، وإعداد التقارير المعملية في نهاية المطاف..الفوائد ذات الصلة.التجربة الافتراضية التي تمت مناقشتها في هذه الدراسة هي نسخة منقحة من تجربة النمط التقليدي، وبالتالي توفر مقارنة مباشرة لتقنية CBL الجديدة مع مختبر النمط التقليدي.لا يوجد فرق مفاهيمي بين نسختي التجربة، الفرق الوحيد هو في طريقة تقديمها.تم تقييم فعالية أساليب CBL هذه من خلال ملاحظة أداء الطلاب الذين يستخدمون الأداة الافتراضية مقارنة بالطلاب الآخرين في نفس الفصل الذين يؤدون الوضع التجريبي التقليدي.يتم تقييم جميع الطلاب من خلال تقديم التقارير وأسئلة الاختيار من متعدد المتعلقة بتجاربهم واستبياناتهم.كما تمت مقارنة نتائج هذه الدراسة مع دراسات أخرى ذات صلة في مجال CBL.