Στόχος αυτής της εργασίας είναι η ανάπτυξη μιας αυτοματοποιημένης διαδικασίας επεξεργασίας λέιζερ με υψηλή ακρίβεια διαστάσεων και προκαθορισμένο κόστος διαδικασίας.Αυτή η εργασία περιλαμβάνει ανάλυση μοντέλων πρόβλεψης μεγέθους και κόστους για την κατασκευή με λέιζερ εσωτερικών μικροκαναλιών Nd:YVO4 σε PMMA και εσωτερική επεξεργασία λέιζερ πολυανθρακικού για την κατασκευή μικρορευστών συσκευών.Για την επίτευξη αυτών των στόχων του έργου, το ANN και το DoE συνέκριναν το μέγεθος και το κόστος των συστημάτων λέιζερ CO2 και Nd:YVO4.Υλοποιείται μια πλήρης εφαρμογή ελέγχου ανάδρασης με ακρίβεια υπομικρονίου γραμμικής τοποθέτησης με ανάδραση από τον κωδικοποιητή.Ειδικότερα, η αυτοματοποίηση της ακτινοβολίας λέιζερ και η τοποθέτηση του δείγματος ελέγχονται από το FPGA.Η εις βάθος γνώση των διαδικασιών και του λογισμικού λειτουργίας του συστήματος Nd:YVO4 επέτρεψε την αντικατάσταση της μονάδας ελέγχου με έναν προγραμματιζόμενο προγραμματιζόμενο ελεγκτή αυτοματισμού Compact-Rio (PAC), το οποίο ολοκληρώθηκε στο βήμα 3D θέσης ανατροφοδότησης υψηλής ανάλυσης των κωδικοποιητών LabVIEW Code Control Submicron .Η πλήρης αυτοματοποίηση αυτής της διαδικασίας στον κώδικα LabVIEW βρίσκεται σε εξέλιξη.Η τρέχουσα και μελλοντική εργασία περιλαμβάνει μετρήσεις διαστατικής ακρίβειας, ακρίβειας και αναπαραγωγιμότητας συστημάτων σχεδιασμού και σχετική βελτιστοποίηση της γεωμετρίας μικροκαναλιών για μικρορευστοποίηση και κατασκευή εργαστηριακών συσκευών σε τσιπ για χημικές/αναλυτικές εφαρμογές και επιστήμη διαχωρισμού.
Πολλές εφαρμογές χυτευμένων ημίσκληρων μετάλλων (SSM) εξαρτημάτων απαιτούν εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες.Οι εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες όπως η αντοχή στη φθορά, η υψηλή αντοχή και η ακαμψία εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά μικροδομής που δημιουργούνται από το εξαιρετικά λεπτό μέγεθος κόκκων.Αυτό το μέγεθος κόκκου συνήθως εξαρτάται από τη βέλτιστη δυνατότητα επεξεργασίας του SSM.Ωστόσο, τα χυτά SSM συχνά περιέχουν υπολειπόμενο πορώδες, το οποίο είναι εξαιρετικά επιζήμιο για την απόδοση.Σε αυτή την εργασία, θα διερευνηθούν οι σημαντικές διαδικασίες χύτευσης ημίσκληρων μετάλλων για την απόκτηση εξαρτημάτων υψηλότερης ποιότητας.Αυτά τα μέρη θα πρέπει να έχουν μειωμένο πορώδες και βελτιωμένα μικροδομικά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένου του εξαιρετικά λεπτού μεγέθους κόκκων και της ομοιόμορφης κατανομής των ιζημάτων σκλήρυνσης και της σύνθεσης μικροστοιχείων κράματος.Συγκεκριμένα, θα αναλυθεί η επίδραση της μεθόδου προεπεξεργασίας χρόνου-θερμοκρασίας στην ανάπτυξη της επιθυμητής μικροδομής.Οι ιδιότητες που προκύπτουν από τη βελτίωση της μάζας, όπως η αύξηση της αντοχής, της σκληρότητας και της ακαμψίας, θα διερευνηθούν.
Αυτή η εργασία είναι μια μελέτη τροποποίησης με λέιζερ της επιφάνειας του χάλυβα εργαλείων H13 χρησιμοποιώντας έναν τρόπο επεξεργασίας παλμικού λέιζερ.Το αρχικό πειραματικό σχέδιο διαλογής που πραγματοποιήθηκε κατέληξε σε ένα πιο βελτιστοποιημένο λεπτομερές σχέδιο.Χρησιμοποιείται λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα (CO2) με μήκος κύματος 10,6 μm.Στο πειραματικό σχέδιο της μελέτης χρησιμοποιήθηκαν κηλίδες λέιζερ τριών διαφορετικών μεγεθών: 0,4, 0,2 και 0,09 mm σε διάμετρο.Άλλες ελεγχόμενες παράμετροι είναι η μέγιστη ισχύς λέιζερ, ο ρυθμός επανάληψης παλμών και η επικάλυψη παλμών.Το αέριο αργό σε πίεση 0,1 MPa βοηθά συνεχώς την επεξεργασία με λέιζερ.Το δείγμα Η13 τραχύθηκε και χαράχθηκε χημικά πριν από την επεξεργασία για να αυξηθεί η επιφανειακή απορροφητικότητα στο μήκος κύματος του λέιζερ CO2.Παρασκευάστηκαν δείγματα επεξεργασμένα με λέιζερ για μεταλλογραφικές μελέτες και χαρακτηρίστηκαν οι φυσικές και μηχανικές τους ιδιότητες.Μεταλλογραφικές μελέτες και αναλύσεις της χημικής σύστασης πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης σε συνδυασμό με φασματομετρία ακτίνων Χ διασποράς ενέργειας.Η ανίχνευση κρυσταλλικότητας και φάσης της τροποποιημένης επιφάνειας πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας σύστημα XRD με ακτινοβολία Cu Ka και μήκος κύματος 1,54 Α.Το προφίλ επιφάνειας μετριέται χρησιμοποιώντας ένα σύστημα προφίλ γραφίδας.Οι ιδιότητες σκληρότητας των τροποποιημένων επιφανειών μετρήθηκαν με μικροεσοχή διαμαντιού Vickers.Η επίδραση της τραχύτητας της επιφάνειας στις ιδιότητες κόπωσης των τροποποιημένων επιφανειών μελετήθηκε χρησιμοποιώντας ένα ειδικά κατασκευασμένο σύστημα θερμικής κόπωσης.Έχει παρατηρηθεί ότι είναι δυνατή η λήψη τροποποιημένων επιφανειακών κόκκων με εξαιρετικά λεπτά μεγέθη μικρότερα από 500 nm.Βελτιωμένο βάθος επιφάνειας στην περιοχή από 35 έως 150 μm επιτεύχθηκε σε δείγματα Η13 που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με λέιζερ.Η κρυσταλλικότητα της τροποποιημένης επιφάνειας Η13 μειώνεται σημαντικά, γεγονός που σχετίζεται με μια τυχαία κατανομή κρυσταλλιτών μετά από επεξεργασία με λέιζερ.Η ελάχιστη διορθωμένη μέση τραχύτητα επιφάνειας του H13 Ra είναι 1,9 μm.Μια άλλη σημαντική ανακάλυψη είναι ότι η σκληρότητα της τροποποιημένης επιφάνειας H13 κυμαίνεται από 728 έως 905 HV0.1 σε διαφορετικές ρυθμίσεις λέιζερ.Δημιουργήθηκε μια σχέση μεταξύ των αποτελεσμάτων θερμικής προσομοίωσης (ρυθμοί θέρμανσης και ψύξης) και των αποτελεσμάτων σκληρότητας για την περαιτέρω κατανόηση της επίδρασης των παραμέτρων λέιζερ.Αυτά τα αποτελέσματα είναι σημαντικά για την ανάπτυξη μεθόδων επιφανειακής σκλήρυνσης για τη βελτίωση της αντοχής στη φθορά και των θερμοπροστατευτικών επιστρώσεων.
Παραμετρικές ιδιότητες κρούσης συμπαγών αθλητικών μπαλών για την ανάπτυξη τυπικών πυρήνων για sliotar GAA
Ο κύριος στόχος αυτής της μελέτης είναι να χαρακτηρίσει τη δυναμική συμπεριφορά του πυρήνα sliotar κατά την κρούση.Τα ιξωδοελαστικά χαρακτηριστικά της μπάλας πραγματοποιήθηκαν για ένα εύρος ταχυτήτων κρούσης.Οι σύγχρονες σφαίρες πολυμερών είναι ευαίσθητες στον ρυθμό παραμόρφωσης, ενώ οι παραδοσιακές σφαίρες πολλαπλών συστατικών εξαρτώνται από την παραμόρφωση.Η μη γραμμική ιξωδοελαστική απόκριση ορίζεται από δύο τιμές ακαμψίας: αρχική ακαμψία και ακαμψία όγκου.Οι παραδοσιακές μπάλες είναι 2,5 φορές πιο άκαμπτες από τις σύγχρονες μπάλες, ανάλογα με την ταχύτητα.Ο ταχύτερος ρυθμός αύξησης της ακαμψίας των συμβατικών σφαιρών έχει ως αποτέλεσμα μια πιο μη γραμμική COR σε σχέση με την ταχύτητα σε σύγκριση με τις σύγχρονες σφαίρες.Τα αποτελέσματα δυναμικής ακαμψίας δείχνουν περιορισμένη εφαρμογή οιονεί στατικών δοκιμών και εξισώσεων θεωρίας ελατηρίου.Μια ανάλυση της συμπεριφοράς της σφαιρικής παραμόρφωσης δείχνει ότι η μετατόπιση του κέντρου βάρους και η διαμετρική συμπίεση δεν είναι συνεπείς για όλους τους τύπους σφαιρών.Μέσα από εκτεταμένα πειράματα δημιουργίας πρωτοτύπων, διερευνήθηκε η επίδραση των συνθηκών κατασκευής στην απόδοση της μπάλας.Οι παράμετροι παραγωγής της θερμοκρασίας, της πίεσης και της σύστασης του υλικού διέφεραν για να παραχθεί μια σειρά από μπάλες.Η σκληρότητα του πολυμερούς επηρεάζει την ακαμψία αλλά όχι τη διάχυση ενέργειας, η αύξηση της ακαμψίας αυξάνει την ακαμψία της σφαίρας.Τα πρόσθετα πυρηνοποίησης επηρεάζουν την αντιδραστικότητα της σφαίρας, μια αύξηση στην ποσότητα των προσθέτων οδηγεί σε μείωση της αντιδραστικότητας της σφαίρας, αλλά αυτή η επίδραση είναι ευαίσθητη στην ποιότητα του πολυμερούς.Πραγματοποιήθηκε αριθμητική ανάλυση χρησιμοποιώντας τρία μαθηματικά μοντέλα για την προσομοίωση της απόκρισης της μπάλας στην κρούση.Το πρώτο μοντέλο αποδείχθηκε ότι μπορεί να αναπαράγει τη συμπεριφορά της μπάλας μόνο σε περιορισμένο βαθμό, αν και προηγουμένως είχε χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε άλλους τύπους μπάλες.Το δεύτερο μοντέλο έδειξε μια λογική αναπαράσταση της απόκρισης κρούσης μπάλας που ήταν γενικά εφαρμόσιμη σε όλους τους τύπους μπάλας που δοκιμάστηκαν, αλλά η ακρίβεια πρόβλεψης απόκρισης δύναμης-μετατόπισης δεν ήταν τόσο υψηλή όσο θα απαιτούνταν για εφαρμογή μεγάλης κλίμακας.Το τρίτο μοντέλο έδειξε σημαντικά καλύτερη ακρίβεια κατά την προσομοίωση της απόκρισης της μπάλας.Οι τιμές δύναμης που δημιουργούνται από το μοντέλο για αυτό το μοντέλο είναι 95% συνεπείς με τα πειραματικά δεδομένα.
Η εργασία αυτή πέτυχε δύο βασικούς στόχους.Το ένα είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή ενός τριχοειδούς ιξωδόμετρου υψηλής θερμοκρασίας και το δεύτερο είναι η προσομοίωση ροής ημι-στερεού μετάλλου για να βοηθήσει στο σχεδιασμό και να παρέχει δεδομένα για σκοπούς σύγκρισης.Ένα τριχοειδές ιξωδόμετρο υψηλής θερμοκρασίας κατασκευάστηκε και χρησιμοποιήθηκε για την αρχική δοκιμή.Η συσκευή θα χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του ιξώδους ημίσκληρων μετάλλων υπό συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών και ρυθμών διάτμησης παρόμοιων με εκείνων που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία.Το τριχοειδές ιξωδόμετρο είναι ένα σύστημα ενός σημείου που μπορεί να υπολογίσει το ιξώδες μετρώντας τη ροή και την πτώση πίεσης κατά μήκος του τριχοειδούς, καθώς το ιξώδες είναι ευθέως ανάλογο με την πτώση πίεσης και αντιστρόφως ανάλογο με τη ροή.Τα κριτήρια σχεδιασμού περιλαμβάνουν απαιτήσεις για καλά ελεγχόμενες θερμοκρασίες έως 800ºC, ρυθμούς διάτμησης έγχυσης άνω των 10.000 s-1 και ελεγχόμενα προφίλ έγχυσης.Ένα δισδιάστατο δύο φάσεων θεωρητικό εξαρτώμενο από το χρόνο μοντέλο αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας το λογισμικό FLUENT για υπολογιστική ρευστοδυναμική (CFD).Αυτό έχει χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση του ιξώδους των ημι-στερεών μετάλλων καθώς διέρχονται από ένα σχεδιασμένο τριχοειδές ιξωδόμετρο με ταχύτητες έγχυσης 0,075, 0,5 και 1 m/s.Ερευνήθηκε επίσης η επίδραση ενός κλάσματος μεταλλικών στερεών (fs) από 0,25 έως 0,50.Για την εξίσωση ιξώδους νόμου ισχύος που χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη του μοντέλου Fluent, σημειώθηκε μια ισχυρή συσχέτιση μεταξύ αυτών των παραμέτρων και του ιξώδους που προκύπτει.
Αυτή η εργασία διερευνά την επίδραση των παραμέτρων της διαδικασίας στην παραγωγή σύνθετων υλικών μεταλλικής μήτρας Al-SiC (MMC) σε μια διαδικασία κομποστοποίησης παρτίδας.Οι παράμετροι της διεργασίας που μελετήθηκαν περιελάμβαναν την ταχύτητα του αναδευτήρα, τον χρόνο του αναδευτήρα, τη γεωμετρία του αναδευτήρα, τη θέση του αναδευτήρα, τη θερμοκρασία του μεταλλικού υγρού (ιξώδες).Πραγματοποιήθηκαν οπτικές προσομοιώσεις σε θερμοκρασία δωματίου (25±C), προσομοιώσεις υπολογιστή και δοκιμές επαλήθευσης για την παραγωγή MMC Al-SiC.Σε οπτικές προσομοιώσεις και προσομοιώσεις υπολογιστή, το νερό και η γλυκερίνη/νερό χρησιμοποιήθηκαν για να αναπαραστήσουν υγρό και ημιστερεό αλουμίνιο, αντίστοιχα.Διερευνήθηκαν τα αποτελέσματα των ιξωδών 1, 300, 500, 800 και 1000 mPa s και οι ρυθμοί ανάδευσης 50, 100, 150, 200, 250 και 300 rpm.10 ρολά ανά τεμάχιο.% ενισχυμένα σωματίδια SiC, παρόμοια με αυτά που χρησιμοποιούνται στο αλουμίνιο MMK, χρησιμοποιήθηκαν σε δοκιμές οπτικοποίησης και υπολογισμού.Πραγματοποιήθηκαν δοκιμές απεικόνισης σε διαφανή γυάλινα ποτήρια.Οι υπολογιστικές προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας Fluent (πρόγραμμα CFD) και το προαιρετικό πακέτο MixSim.Αυτό περιλαμβάνει δισδιάστατη αξονική συμμετρική πολυφασική εξαρτώμενη από το χρόνο προσομοίωση των διαδρομών παραγωγής χρησιμοποιώντας το μοντέλο Eulerian (κοκκώδες).Η εξάρτηση του χρόνου διασποράς σωματιδίων, του χρόνου καθίζησης και του ύψους δίνης από τη γεωμετρία ανάμιξης και την ταχύτητα περιστροφής του αναδευτήρα έχει αποδειχθεί.Για έναν αναδευτήρα με °at πτερύγια, μια γωνία πτερυγίου 60 μοιρών έχει βρεθεί ότι είναι πιο κατάλληλη για τη γρήγορη λήψη ομοιόμορφης διασποράς σωματιδίων.Ως αποτέλεσμα αυτών των δοκιμών, βρέθηκε ότι για να επιτευχθεί ομοιόμορφη κατανομή του SiC, η ταχύτητα ανάδευσης ήταν 150 rpm για το σύστημα νερού-SiC και 300 rpm για το σύστημα γλυκερίνης/νερού-SiC.Διαπιστώθηκε ότι η αύξηση του ιξώδους από 1 mPa·s (για υγρό μέταλλο) σε 300 mPa·s (για ημι-στερεό μέταλλο) είχε τεράστιο αντίκτυπο στη διασπορά και τον χρόνο εναπόθεσης του SiC.Ωστόσο, μια περαιτέρω αύξηση από 300 mPa·s σε 1000 mPa·s έχει μικρή επίδραση σε αυτόν τον χρόνο.Ένα σημαντικό μέρος αυτής της εργασίας περιελάμβανε το σχεδιασμό, την κατασκευή και την επικύρωση μιας ειδικής μηχανής χύτευσης ταχείας σκλήρυνσης για αυτήν τη μέθοδο επεξεργασίας υψηλής θερμοκρασίας.Το μηχάνημα αποτελείται από έναν αναδευτήρα με τέσσερις επίπεδες λεπίδες υπό γωνία 60 μοιρών και ένα χωνευτήριο σε θάλαμο κλιβάνου με θέρμανση με αντίσταση.Η εγκατάσταση περιλαμβάνει έναν ενεργοποιητή που σβήνει γρήγορα το επεξεργασμένο μείγμα.Αυτός ο εξοπλισμός χρησιμοποιείται για την παραγωγή σύνθετων υλικών Al-SiC.Γενικά, βρέθηκε καλή συμφωνία μεταξύ της οπτικοποίησης, του υπολογισμού και των αποτελεσμάτων πειραματικών δοκιμών.
Υπάρχουν πολλές διαφορετικές τεχνικές ταχείας δημιουργίας πρωτοτύπων (RP) που έχουν αναπτυχθεί για χρήση σε μεγάλη κλίμακα κυρίως την τελευταία δεκαετία.Τα συστήματα ταχείας δημιουργίας πρωτοτύπων που διατίθενται σήμερα στο εμπόριο χρησιμοποιούν μια ποικιλία τεχνολογιών που χρησιμοποιούν χαρτί, κερί, φωτοπολυμεριζόμενες ρητίνες, πολυμερή και νέες σκόνες μετάλλων.Το έργο περιελάμβανε μια μέθοδο ταχείας δημιουργίας πρωτοτύπων, το Fused Deposition Modeling, που πρωτοκυκλοφόρησε στο εμπόριο το 1991. Σε αυτή την εργασία, αναπτύχθηκε και χρησιμοποιήθηκε μια νέα έκδοση του συστήματος για μοντελοποίηση με επιφάνειες με χρήση κεριού.Αυτό το έργο περιγράφει τον βασικό σχεδιασμό του συστήματος και τη μέθοδο εναπόθεσης κεριού.Οι μηχανές FDM δημιουργούν εξαρτήματα με εξώθηση ημι-λιωμένου υλικού σε μια πλατφόρμα σε ένα προκαθορισμένο σχέδιο μέσω θερμαινόμενων ακροφυσίων.Το ακροφύσιο εξώθησης είναι τοποθετημένο σε ένα τραπέζι XY που ελέγχεται από ένα σύστημα υπολογιστή.Σε συνδυασμό με τον αυτόματο έλεγχο του μηχανισμού εμβόλου και τη θέση του αποθέτη, παράγονται ακριβή μοντέλα.Μεμονωμένα στρώματα κεριού στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο για να δημιουργήσουν 2D και 3D αντικείμενα.Οι ιδιότητες του κεριού έχουν επίσης αναλυθεί για τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας παραγωγής των μοντέλων.Αυτά περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία μετάπτωσης φάσης του κεριού, το ιξώδες του κεριού και το σχήμα της σταγόνας κεριού κατά την επεξεργασία.
Τα τελευταία πέντε χρόνια, ερευνητικές ομάδες στο City University Dublin Division Science Cluster ανέπτυξαν δύο διεργασίες μικροκατεργασίας με λέιζερ που μπορούν να δημιουργήσουν κανάλια και voxels με αναπαραγώγιμη ανάλυση σε κλίμακα micron.Το επίκεντρο αυτής της εργασίας είναι η χρήση προσαρμοσμένων υλικών για την απομόνωση βιομορίων-στόχων.Η προκαταρκτική εργασία δείχνει ότι μπορούν να δημιουργηθούν νέες μορφολογίες τριχοειδούς ανάμειξης και επιφανειακών καναλιών για τη βελτίωση των δυνατοτήτων διαχωρισμού.Αυτή η εργασία θα επικεντρωθεί στην εφαρμογή διαθέσιμων εργαλείων μικροεπεξεργασίας για το σχεδιασμό επιφανειακών γεωμετριών και καναλιών που θα παρέχουν βελτιωμένο διαχωρισμό και χαρακτηρισμό βιολογικών συστημάτων.Η εφαρμογή αυτών των συστημάτων θα ακολουθεί την προσέγγιση εργαστηρίου σε τσιπ για βιοδιαγνωστικούς σκοπούς.Οι συσκευές που κατασκευάζονται με αυτήν την ανεπτυγμένη τεχνολογία θα χρησιμοποιηθούν στο μικρορευστο εργαστήριο του έργου σε ένα τσιπ.Ο στόχος του έργου είναι να χρησιμοποιήσει πειραματικές τεχνικές σχεδίασης, βελτιστοποίησης και προσομοίωσης για να παρέχει μια άμεση σχέση μεταξύ των παραμέτρων επεξεργασίας λέιζερ και των χαρακτηριστικών καναλιών μικροκλίμακας και νανοκλίμακας και να χρησιμοποιήσει αυτές τις πληροφορίες για τη βελτίωση των καναλιών διαχωρισμού σε αυτές τις μικροτεχνολογίες.Τα συγκεκριμένα αποτελέσματα της εργασίας περιλαμβάνουν: σχεδιασμό καναλιών και μορφολογία επιφανειών για τη βελτίωση της επιστήμης του διαχωρισμού.μονολιθικά στάδια άντλησης και εξαγωγής σε ολοκληρωμένα τσιπ.διαχωρισμός επιλεγμένων και εξαγόμενων βιομορίων-στόχων σε ολοκληρωμένα τσιπ.
Δημιουργία και έλεγχος χρονικών διαβαθμίσεων θερμοκρασίας και διαμήκων προφίλ κατά μήκος τριχοειδών στηλών LC χρησιμοποιώντας συστοιχίες Peltier και υπέρυθρη θερμογραφία
Μια νέα πλατφόρμα άμεσης επαφής για τον ακριβή έλεγχο της θερμοκρασίας των τριχοειδών στηλών έχει αναπτυχθεί με βάση τη χρήση σειριακά διατεταγμένων ατομικά ελεγχόμενων θερμοηλεκτρικών κυψελών Peltier.Η πλατφόρμα παρέχει γρήγορο έλεγχο θερμοκρασίας για τριχοειδείς και micro LC στήλες και επιτρέπει τον ταυτόχρονο προγραμματισμό χρονικών και χωρικών θερμοκρασιών.Η πλατφόρμα λειτουργεί σε ένα εύρος θερμοκρασιών από 15 έως 200°C με ρυθμό ράμπας περίπου 400°C/λεπτό για καθεμία από τις 10 ευθυγραμμισμένες κυψέλες Peltier.Το σύστημα έχει αξιολογηθεί για αρκετούς μη τυπικούς τρόπους μέτρησης που βασίζονται σε τριχοειδή, όπως η άμεση εφαρμογή κλίσεων θερμοκρασίας με γραμμικά και μη γραμμικά προφίλ, συμπεριλαμβανομένων στατικών κλίσεων θερμοκρασίας στήλης και χρονικών διαβαθμίσεων θερμοκρασίας, ακριβείς διαβαθμίσεις ελεγχόμενης θερμοκρασίας, πολυμερισμένο τριχοειδές μονολιθικό στατικές φάσεις και κατασκευή μονολιθικών φάσεων σε μικρορευστικά κανάλια (σε τσιπ).Το όργανο μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τυπικά συστήματα χρωματογραφίας και χρωματογραφίας στήλης.
Ηλεκτροϋδροδυναμική εστίαση σε μια δισδιάστατη επίπεδη μικρορευστική συσκευή για προσυγκέντρωση μικρών αναλυτών
Αυτή η εργασία περιλαμβάνει ηλεκτροϋδροδυναμική εστίαση (EHDF) και μεταφορά φωτονίων για να βοηθήσει στην ανάπτυξη προ-εμπλουτισμού και αναγνώρισης ειδών.Το EHDF είναι μια μέθοδος εστίασης με ισορροπία ιόντων που βασίζεται στη δημιουργία ισορροπίας μεταξύ υδροδυναμικών και ηλεκτρικών δυνάμεων, στην οποία τα ιόντα ενδιαφέροντος γίνονται ακίνητα.Αυτή η μελέτη παρουσιάζει μια νέα μέθοδο που χρησιμοποιεί μια 2D ανοικτή 2D επίπεδη συσκευή μικρορευστοποίησης, αντί για το συμβατικό σύστημα μικροκαναλιών.Τέτοιες συσκευές μπορούν να προ-συμπυκνώνουν μεγάλες ποσότητες ουσιών και είναι σχετικά εύκολο να κατασκευαστούν.Αυτή η μελέτη παρουσιάζει τα αποτελέσματα μιας προσομοίωσης που αναπτύχθηκε πρόσφατα χρησιμοποιώντας COMSOL Multiphysics® 3.5a.Τα αποτελέσματα αυτών των μοντέλων συγκρίθηκαν με πειραματικά αποτελέσματα για να ελεγχθούν οι προσδιορισμένες γεωμετρίες ροής και οι περιοχές υψηλής συγκέντρωσης.Το αναπτυγμένο αριθμητικό μικρορευστικό μοντέλο συγκρίθηκε με πειράματα που είχαν δημοσιευτεί στο παρελθόν και τα αποτελέσματα ήταν πολύ συνεπή.Με βάση αυτές τις προσομοιώσεις, ένας νέος τύπος πλοίου ερευνήθηκε για να παρέχει τις βέλτιστες συνθήκες για το EHDF.Τα πειραματικά αποτελέσματα χρησιμοποιώντας το τσιπ ξεπέρασαν την απόδοση του μοντέλου.Στα κατασκευασμένα μικρορευστοποιημένα τσιπ, παρατηρήθηκε ένας νέος τρόπος, που ονομάζεται πλευρική EGDP, όταν η υπό μελέτη ουσία εστιαζόταν κάθετα στην εφαρμοζόμενη τάση.Επειδή η ανίχνευση και η απεικόνιση είναι βασικές πτυχές τέτοιων συστημάτων προ-εμπλουτισμού και αναγνώρισης ειδών.Παρουσιάζονται αριθμητικά μοντέλα και πειραματική επαλήθευση της διάδοσης του φωτός και της κατανομής της έντασης του φωτός σε δισδιάστατα μικρορευστικά συστήματα.Το αναπτυγμένο αριθμητικό μοντέλο διάδοσης φωτός επαληθεύτηκε επιτυχώς πειραματικά τόσο από την άποψη της πραγματικής διαδρομής του φωτός μέσω του συστήματος όσο και από την άποψη της κατανομής της έντασης, γεγονός που έδωσε αποτελέσματα που μπορεί να είναι ενδιαφέροντα για τη βελτιστοποίηση συστημάτων φωτοπολυμερισμού, καθώς και για συστήματα οπτικής ανίχνευσης χρησιμοποιώντας τριχοειδή αγγεία..
Ανάλογα με τη γεωμετρία, οι μικροδομές μπορούν να χρησιμοποιηθούν στις τηλεπικοινωνίες, τα μικρορευστικά, τους μικροαισθητήρες, την αποθήκευση δεδομένων, την κοπή γυαλιού και τη διακοσμητική σήμανση.Στην εργασία αυτή, διερευνήθηκε η σχέση μεταξύ των ρυθμίσεων των παραμέτρων του συστήματος λέιζερ Nd:YVO4 και CO2 και του μεγέθους και της μορφολογίας των μικροδομών.Οι παράμετροι που μελετήθηκαν του συστήματος λέιζερ περιλαμβάνουν ισχύ P, ρυθμό επανάληψης παλμού PRF, αριθμό παλμών N και ρυθμό σάρωσης U. Οι μετρούμενες διαστάσεις εξόδου περιλαμβάνουν ισοδύναμες διαμέτρους voxel καθώς και πλάτος, βάθος και τραχύτητα επιφάνειας μικροκαναλιού.Ένα τρισδιάστατο σύστημα μικροκατεργασίας αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ Nd:YVO4 (2,5 W, 1,604 μm, 80 ns) για την κατασκευή μικροδομών μέσα σε πολυανθρακικά δείγματα.Τα μικροδομικά voxel έχουν διάμετρο από 48 έως 181 μm.Το σύστημα παρέχει επίσης ακριβή εστίαση με τη χρήση αντικειμένων μικροσκοπίου για τη δημιουργία μικρότερων voxel στην περιοχή 5 έως 10 μm σε δείγματα γυαλιού σόδα-άσβεστου, λιωμένου πυριτίου και ζαφείρι.Ένα λέιζερ CO2 (1,5 kW, 10,6 μm, ελάχιστη διάρκεια παλμού 26 μs) χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία μικροκαναλιών στα δείγματα γυαλιού νατράσβεστου.Το σχήμα της διατομής των μικροκαναλιών διέφερε ευρέως μεταξύ των αυλακώσεων v, των αυλακώσεων u και των επιφανειακών θέσεων αφαίρεσης.Τα μεγέθη των μικροκαναλιών ποικίλλουν επίσης πολύ: από 81 έως 365 μm πλάτος, από 3 έως 379 μm σε βάθος και τραχύτητα επιφάνειας από 2 έως 13 μm, ανάλογα με την εγκατάσταση.Τα μεγέθη των μικροκαναλιών εξετάστηκαν σύμφωνα με τις παραμέτρους επεξεργασίας λέιζερ χρησιμοποιώντας μεθοδολογία επιφάνειας απόκρισης (RSM) και σχεδιασμό πειραμάτων (DOE).Τα αποτελέσματα που συλλέχθηκαν χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη της επίδρασης των παραμέτρων της διεργασίας στον ογκομετρικό και τον ρυθμό κατάλυσης μάζας.Επιπλέον, ένα μαθηματικό μοντέλο θερμικής διεργασίας έχει αναπτυχθεί για να βοηθήσει στην κατανόηση της διαδικασίας και να επιτρέψει την πρόβλεψη της τοπολογίας του καναλιού πριν από την πραγματική κατασκευή.
Ο κλάδος της μετρολογίας αναζητά πάντα νέους τρόπους για την ακριβή και γρήγορη εξερεύνηση και ψηφιοποίηση της τοπογραφίας επιφανειών, συμπεριλαμβανομένου του υπολογισμού των παραμέτρων τραχύτητας της επιφάνειας και της δημιουργίας νεφών σημείων (σύνολο τρισδιάστατων σημείων που περιγράφουν μία ή περισσότερες επιφάνειες) για μοντελοποίηση ή αντίστροφη μηχανική.υπάρχουν συστήματα και τα οπτικά συστήματα έχουν αυξηθεί σε δημοτικότητα την τελευταία δεκαετία, αλλά τα περισσότερα οπτικά προφίλ είναι ακριβά στην αγορά και τη συντήρηση.Ανάλογα με τον τύπο του συστήματος, ο σχεδιασμός των οπτικών προφίλ μπορεί επίσης να είναι δύσκολος και η ευθραυστότητά τους μπορεί να μην είναι κατάλληλη για τις περισσότερες εφαρμογές καταστημάτων ή εργοστασίων.Αυτό το έργο καλύπτει την ανάπτυξη ενός προφίλ με χρήση των αρχών του οπτικού τριγωνισμού.Το ανεπτυγμένο σύστημα έχει επιφάνεια τραπεζιού σάρωσης 200 x 120 mm και κάθετη περιοχή μέτρησης 5 mm.Η θέση του αισθητήρα λέιζερ πάνω από την επιφάνεια στόχο είναι επίσης ρυθμιζόμενη κατά 15 mm.Αναπτύχθηκε ένα πρόγραμμα ελέγχου για την αυτόματη σάρωση εξαρτημάτων και επιφανειών που έχουν επιλεγεί από τον χρήστη.Αυτό το νέο σύστημα χαρακτηρίζεται από ακρίβεια διαστάσεων.Το μέγιστο μετρούμενο σφάλμα συνημιτόνου του συστήματος είναι 0,07°.Η δυναμική ακρίβεια του συστήματος μετράται στα 2 μm στον άξονα Ζ (ύψος) και περίπου στα 10 μm στους άξονες Χ και Υ.Η αναλογία μεγέθους μεταξύ των σαρωμένων εξαρτημάτων (νομίσματα, βίδες, ροδέλες και μήτρες φακών ινών) ήταν καλή.Θα συζητηθούν επίσης οι δοκιμές συστήματος, συμπεριλαμβανομένων των περιορισμών του profiler και πιθανών βελτιώσεων του συστήματος.
Στόχος αυτού του έργου είναι η ανάπτυξη και ο χαρακτηρισμός ενός νέου οπτικού διαδικτυακού συστήματος υψηλής ταχύτητας για επιθεώρηση επιφανειακών ελαττωμάτων.Το σύστημα ελέγχου βασίζεται στην αρχή της οπτικής τριγωνοποίησης και παρέχει μια μέθοδο χωρίς επαφή για τον προσδιορισμό του τρισδιάστατου προφίλ των διάχυτων επιφανειών.Τα κύρια στοιχεία του συστήματος ανάπτυξης περιλαμβάνουν ένα διοδικό λέιζερ, μια κάμερα CCf15 CMOS και δύο σερβοκινητήρες ελεγχόμενους από υπολογιστή.Η κίνηση του δείγματος, η λήψη εικόνας και το τρισδιάστατο προφίλ επιφάνειας προγραμματίζονται στο λογισμικό LabView.Ο έλεγχος των συλλεγόμενων δεδομένων μπορεί να διευκολυνθεί με τη δημιουργία ενός προγράμματος εικονικής απόδοσης μιας τρισδιάστατης σαρωμένης επιφάνειας και τον υπολογισμό των απαιτούμενων παραμέτρων τραχύτητας επιφάνειας.Οι σερβοκινητήρες χρησιμοποιούνται για τη μετακίνηση του δείγματος στις κατευθύνσεις Χ και Υ με ανάλυση 0,05 μm.Το ανεπτυγμένο διαδικτυακό προφίλ επιφάνειας χωρίς επαφή μπορεί να εκτελέσει γρήγορη σάρωση και επιθεώρηση επιφάνειας υψηλής ανάλυσης.Το αναπτυγμένο σύστημα χρησιμοποιείται με επιτυχία για τη δημιουργία αυτόματων προφίλ επιφάνειας 2D, προφίλ επιφάνειας 3D και μετρήσεων τραχύτητας επιφάνειας στην επιφάνεια διαφόρων δειγματοληπτικών υλικών.Ο αυτοματοποιημένος εξοπλισμός επιθεώρησης έχει περιοχή σάρωσης XY 12 x 12 mm.Για τον χαρακτηρισμό και τη βαθμονόμηση του ανεπτυγμένου συστήματος προφίλ, το προφίλ επιφάνειας που μετρήθηκε από το σύστημα συγκρίθηκε με την ίδια επιφάνεια που μετρήθηκε χρησιμοποιώντας οπτικό μικροσκόπιο, διόφθαλμο μικροσκόπιο, AFM και Mitutoyo Surftest-402.
Οι απαιτήσεις για την ποιότητα των προϊόντων και των υλικών που χρησιμοποιούνται σε αυτά γίνονται όλο και πιο απαιτητικές.Η λύση σε πολλά προβλήματα οπτικής διασφάλισης ποιότητας (QA) είναι η χρήση αυτοματοποιημένων συστημάτων επιθεώρησης επιφανειών σε πραγματικό χρόνο.Αυτό απαιτεί ομοιόμορφη ποιότητα προϊόντος σε υψηλή απόδοση.Επομένως, χρειάζονται συστήματα που να είναι 100% ικανά να δοκιμάζουν υλικά και επιφάνειες σε πραγματικό χρόνο.Για την επίτευξη αυτού του στόχου, ο συνδυασμός τεχνολογίας λέιζερ και τεχνολογίας ελέγχου υπολογιστή παρέχει μια αποτελεσματική λύση.Σε αυτή την εργασία, αναπτύχθηκε ένα σύστημα σάρωσης λέιζερ χωρίς επαφή, υψηλής ταχύτητας, χαμηλού κόστους και υψηλής ακρίβειας.Το σύστημα είναι σε θέση να μετρήσει το πάχος στερεών αδιαφανών αντικειμένων χρησιμοποιώντας την αρχή του οπτικού τριγωνισμού λέιζερ.Το αναπτυγμένο σύστημα διασφαλίζει την ακρίβεια και την επαναληψιμότητα των μετρήσεων σε επίπεδο μικρομέτρου.
Στόχος αυτού του έργου είναι να σχεδιάσει και να αναπτύξει ένα σύστημα επιθεώρησης λέιζερ για την ανίχνευση επιφανειακών ελαττωμάτων και να αξιολογήσει τις δυνατότητές του για ενσωματωμένες εφαρμογές υψηλής ταχύτητας.Τα κύρια στοιχεία του συστήματος ανίχνευσης είναι μια μονάδα διόδου λέιζερ ως πηγή φωτισμού, μια κάμερα τυχαίας πρόσβασης CMOS ως μονάδα ανίχνευσης και ένα στάδιο μετάφρασης XYZ.Αναπτύχθηκαν αλγόριθμοι για την ανάλυση δεδομένων που λαμβάνονται με σάρωση διαφόρων επιφανειών δειγμάτων.Το σύστημα ελέγχου βασίζεται στην αρχή του οπτικού τριγωνισμού.Η δέσμη λέιζερ προσπίπτει λοξά στην επιφάνεια του δείγματος.Στη συνέχεια, η διαφορά στο ύψος της επιφάνειας λαμβάνεται ως η οριζόντια κίνηση του σημείου λέιζερ πάνω από την επιφάνεια του δείγματος.Αυτό επιτρέπει τη λήψη μετρήσεων ύψους χρησιμοποιώντας τη μέθοδο τριγωνοποίησης.Το αναπτυγμένο σύστημα ανίχνευσης βαθμονομείται πρώτα για να ληφθεί ένας συντελεστής μετατροπής που θα αντικατοπτρίζει τη σχέση μεταξύ της μετατόπισης του σημείου που μετράται από τον αισθητήρα και της κατακόρυφης μετατόπισης της επιφάνειας.Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε διαφορετικές επιφάνειες των υλικών του δείγματος: ορείχαλκος, αλουμίνιο και ανοξείδωτο χάλυβα.Το ανεπτυγμένο σύστημα είναι σε θέση να δημιουργήσει με ακρίβεια έναν τρισδιάστατο τοπογραφικό χάρτη των ελαττωμάτων που εμφανίζονται κατά τη λειτουργία.Επιτεύχθηκε χωρική ανάλυση περίπου 70 μm και ανάλυση βάθους 60 μm.Η απόδοση του συστήματος επαληθεύεται επίσης με τη μέτρηση της ακρίβειας των μετρούμενων αποστάσεων.
Τα συστήματα σάρωσης λέιζερ υψηλής ταχύτητας ινών χρησιμοποιούνται σε αυτοματοποιημένα βιομηχανικά περιβάλλοντα παραγωγής για την ανίχνευση επιφανειακών ελαττωμάτων.Πιο σύγχρονες μέθοδοι ανίχνευσης επιφανειακών ελαττωμάτων περιλαμβάνουν τη χρήση οπτικών ινών για φωτισμό και ανίχνευση εξαρτημάτων.Η παρούσα διπλωματική εργασία περιλαμβάνει το σχεδιασμό και την ανάπτυξη ενός νέου οπτοηλεκτρονικού συστήματος υψηλής ταχύτητας.Σε αυτή την εργασία, διερευνώνται δύο πηγές LED, τα LED (δίοδοι εκπομπής φωτός) και οι δίοδοι λέιζερ.Μια σειρά από πέντε διόδους εκπομπής και πέντε φωτοδιόδους λήψης βρίσκεται η μια απέναντι από την άλλη.Η συλλογή δεδομένων ελέγχεται και αναλύεται από υπολογιστή χρησιμοποιώντας το λογισμικό LabVIEW.Το σύστημα χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των διαστάσεων επιφανειακών ελαττωμάτων όπως οπές (1 mm), τυφλές οπές (2 mm) και εγκοπές σε διάφορα υλικά.Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ενώ το σύστημα προορίζεται κυρίως για 2D σάρωση, μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως περιορισμένο σύστημα 3D απεικόνισης.Το σύστημα έδειξε επίσης ότι όλα τα μεταλλικά υλικά που μελετήθηκαν ήταν ικανά να αντανακλούν υπέρυθρα σήματα.Μια πρόσφατα αναπτυγμένη μέθοδος που χρησιμοποιεί μια σειρά από κεκλιμένες ίνες επιτρέπει στο σύστημα να επιτύχει ρυθμιζόμενη ανάλυση με μέγιστη ανάλυση συστήματος περίπου 100 μm (συλλογική διάμετρος ινών).Το σύστημα έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για τη μέτρηση του προφίλ επιφάνειας, της τραχύτητας της επιφάνειας, του πάχους και της ανακλαστικότητας διαφόρων υλικών.Αλουμίνιο, ανοξείδωτος χάλυβας, ορείχαλκος, χαλκός, τοφνόλη και πολυανθρακικό μπορούν να δοκιμαστούν με αυτό το σύστημα.Τα πλεονεκτήματα αυτού του νέου συστήματος είναι ταχύτερη ανίχνευση, χαμηλότερο κόστος, μικρότερο μέγεθος, υψηλότερη ανάλυση και ευελιξία.
Σχεδιάστε, κατασκευάστε και δοκιμάστε νέα συστήματα για την ενοποίηση και την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών περιβαλλοντικών αισθητήρων.Ιδιαίτερα κατάλληλο για εφαρμογές παρακολούθησης βακτηρίων κοπράνων
Τροποποίηση της δομής Micro-Nano των ηλιακών φωτοβολταϊκών πλαισίων πυριτίου για τη βελτίωση της παροχής ενέργειας
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις μηχανικής που αντιμετωπίζει η παγκόσμια κοινωνία σήμερα είναι ο βιώσιμος ενεργειακός εφοδιασμός.Είναι καιρός η κοινωνία να αρχίσει να βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.Ο ήλιος παρέχει στη γη δωρεάν ενέργεια, αλλά οι σύγχρονες μέθοδοι χρήσης αυτής της ενέργειας με τη μορφή ηλεκτρικής ενέργειας έχουν ορισμένους περιορισμούς.Στην περίπτωση των φωτοβολταϊκών κυψελών, το κύριο πρόβλημα είναι η ανεπαρκής απόδοση της συλλογής ηλιακής ενέργειας.Η μικροκατεργασία με λέιζερ χρησιμοποιείται συνήθως για τη δημιουργία διασυνδέσεων μεταξύ ενεργών φωτοβολταϊκών στρωμάτων όπως γυάλινα υποστρώματα, υδρογονωμένο πυρίτιο και στρώματα οξειδίου του ψευδαργύρου.Είναι επίσης γνωστό ότι περισσότερη ενέργεια μπορεί να ληφθεί αυξάνοντας την επιφάνεια ενός ηλιακού κυττάρου, για παράδειγμα με μικρομηχανική.Έχει αποδειχθεί ότι οι λεπτομέρειες του προφίλ επιφάνειας νανοκλίμακας επηρεάζουν την αποδοτικότητα απορρόφησης ενέργειας των ηλιακών κυψελών.Ο σκοπός αυτής της εργασίας είναι να διερευνήσει τα οφέλη της προσαρμογής δομών ηλιακών κυψελών μικρο-, νανο- και μεσοκλίμακας για την παροχή υψηλότερης ισχύος.Η μεταβολή των τεχνολογικών παραμέτρων τέτοιων μικροδομών και νανοδομών θα καταστήσει δυνατή τη μελέτη της επιρροής τους στην τοπολογία της επιφάνειας.Τα κύτταρα θα ελεγχθούν για την ενέργεια που παράγουν όταν εκτεθούν σε πειραματικά ελεγχόμενα επίπεδα ηλεκτρομαγνητικού φωτός.Θα δημιουργηθεί μια άμεση σχέση μεταξύ της αποτελεσματικότητας των κυττάρων και της υφής της επιφάνειας.
Τα Metal Matrix Composites (MMCs) γίνονται γρήγορα οι κύριοι υποψήφιοι για τον ρόλο των δομικών υλικών στη μηχανική και την ηλεκτρονική.Αλουμίνιο (Al) και χαλκός (Cu) ενισχυμένα με SiC λόγω των εξαιρετικών θερμικών τους ιδιοτήτων (π.χ. χαμηλός συντελεστής θερμικής διαστολής (CTE), υψηλή θερμική αγωγιμότητα) και βελτιωμένων μηχανικών ιδιοτήτων (π.χ. υψηλότερη ειδική αντοχή, καλύτερη απόδοση).Χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες για αντοχή στη φθορά και συγκεκριμένο μέτρο.Πρόσφατα, αυτά τα υψηλά κεραμικά MMC έχουν γίνει μια άλλη τάση για εφαρμογές ελέγχου θερμοκρασίας σε ηλεκτρονικές συσκευασίες.Συνήθως, σε πακέτα συσκευών ισχύος, το αλουμίνιο (Al) ή ο χαλκός (Cu) χρησιμοποιείται ως ψύκτρα ή πλάκα βάσης για σύνδεση με το κεραμικό υπόστρωμα που φέρει το τσιπ και τις σχετικές δομές πείρων.Η μεγάλη διαφορά στο συντελεστή θερμικής διαστολής (CTE) μεταξύ κεραμικού και αλουμινίου ή χαλκού είναι μειονεκτική γιατί μειώνει την αξιοπιστία της συσκευασίας και επίσης περιορίζει το μέγεθος του κεραμικού υποστρώματος που μπορεί να προσαρτηθεί στο υπόστρωμα.
Δεδομένης αυτής της αδυναμίας, είναι πλέον δυνατή η ανάπτυξη, η διερεύνηση και ο χαρακτηρισμός νέων υλικών που πληρούν αυτές τις απαιτήσεις για θερμικά βελτιωμένα υλικά.Με βελτιωμένη θερμική αγωγιμότητα και ιδιότητες συντελεστή θερμικής διαστολής (CTE), το MMC CuSiC και το AlSiC είναι πλέον βιώσιμες λύσεις για τη συσκευασία ηλεκτρονικών ειδών.Αυτή η εργασία θα αξιολογήσει τις μοναδικές θερμοφυσικές ιδιότητες αυτών των MMC και τις πιθανές εφαρμογές τους για τη θερμική διαχείριση ηλεκτρονικών πακέτων.
Οι πετρελαϊκές εταιρείες αντιμετωπίζουν σημαντική διάβρωση στη ζώνη συγκόλλησης συστημάτων βιομηχανίας πετρελαίου και φυσικού αερίου από άνθρακα και χάλυβες χαμηλής κραματοποίησης.Σε περιβάλλοντα που περιέχουν CO2, η ζημιά από τη διάβρωση συνήθως αποδίδεται σε διαφορές στην αντοχή των προστατευτικών φιλμ διάβρωσης που εναποτίθενται σε διάφορες μικροδομές από ανθρακούχο χάλυβα.Η τοπική διάβρωση στο μέταλλο συγκόλλησης (WM) και στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα (HAZ) οφείλεται κυρίως σε γαλβανικές επιδράσεις λόγω διαφορών στη σύνθεση και τη μικροδομή του κράματος.Τα μικροδομικά χαρακτηριστικά βασικών μετάλλων (PM), WM και HAZ διερευνήθηκαν για να κατανοηθεί η επίδραση της μικροδομής στη συμπεριφορά διάβρωσης των συγκολλημένων αρμών από ήπιο χάλυβα.Πραγματοποιήθηκαν δοκιμές διάβρωσης σε διάλυμα NaCl 3,5% κορεσμένο με CO2 υπό αποοξυγονωμένες συνθήκες σε θερμοκρασία δωματίου (20±2°C) και ρΗ 4,0±0,3.Ο χαρακτηρισμός της συμπεριφοράς διάβρωσης πραγματοποιήθηκε με χρήση ηλεκτροχημικών μεθόδων για τον προσδιορισμό του δυναμικού ανοιχτού κυκλώματος, της ποτενσιοδυναμικής σάρωσης και της αντίστασης γραμμικής πόλωσης, καθώς και με γενικό μεταλλογραφικό χαρακτηρισμό με οπτικό μικροσκόπιο.Οι κύριες μορφολογικές φάσεις που ανιχνεύθηκαν είναι ο βελονοειδής φερρίτης, ο κατακρατημένος ωστενίτης και η μαρτενσιτική-μπαινιτική δομή στο WM.Είναι λιγότερο συχνοί σε HAZ.Σημαντικά διαφορετική ηλεκτροχημική συμπεριφορά και ρυθμοί διάβρωσης βρέθηκαν στα PM, VM και HAZ.
Οι εργασίες που καλύπτονται από αυτό το έργο στοχεύουν στη βελτίωση της ηλεκτρικής απόδοσης των υποβρύχιων αντλιών.Οι απαιτήσεις από τη βιομηχανία αντλιών να κινηθεί προς αυτή την κατεύθυνση αυξήθηκαν πρόσφατα με την εισαγωγή νέας νομοθεσίας της ΕΕ που απαιτεί από τη βιομηχανία ως σύνολο να επιτύχει νέα και υψηλότερα επίπεδα απόδοσης.Αυτή η εργασία αναλύει τη χρήση ενός χιτωνίου ψύξης για την ψύξη της περιοχής ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας της αντλίας και προτείνει βελτιώσεις στο σχεδιασμό.Συγκεκριμένα, χαρακτηρίζεται η ροή ρευστού και η μεταφορά θερμότητας στα μανδύα ψύξης των αντλιών λειτουργίας.Οι βελτιώσεις στη σχεδίαση του χιτωνίου θα παρέχουν καλύτερη μεταφορά θερμότητας στην περιοχή του κινητήρα της αντλίας με αποτέλεσμα τη βελτιωμένη απόδοση της αντλίας μειώνοντας ταυτόχρονα την επαγόμενη οπισθέλκουσα.Για αυτήν την εργασία, ένα σύστημα δοκιμής αντλίας τοποθετημένο σε ξηρό λάκκο προστέθηκε στην υπάρχουσα δεξαμενή δοκιμής 250 m3.Αυτό επιτρέπει την παρακολούθηση υψηλής ταχύτητας κάμερας του πεδίου ροής και μια θερμική εικόνα του περιβλήματος της αντλίας.Το πεδίο ροής που επικυρώθηκε με ανάλυση CFD επιτρέπει τον πειραματισμό, τη δοκιμή και τη σύγκριση εναλλακτικών σχεδίων για να διατηρηθούν οι θερμοκρασίες λειτουργίας όσο το δυνατόν χαμηλότερες.Ο αρχικός σχεδιασμός της πολικής αντλίας M60-4 άντεχε σε μέγιστη θερμοκρασία εξωτερικού περιβλήματος αντλίας 45°C και μέγιστη θερμοκρασία στάτορα 90°C.Η ανάλυση διαφόρων σχεδίων μοντέλων δείχνει ποια σχέδια είναι πιο χρήσιμα για πιο αποτελεσματικά συστήματα και ποια δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται.Συγκεκριμένα, ο σχεδιασμός του ενσωματωμένου πηνίου ψύξης δεν έχει καμία βελτίωση σε σχέση με τον αρχικό σχεδιασμό.Η αύξηση του αριθμού των πτερυγίων της πτερωτής από τέσσερα σε οκτώ μείωσε τη θερμοκρασία λειτουργίας που μετρήθηκε στο περίβλημα κατά επτά βαθμούς Κελσίου.
Ο συνδυασμός υψηλής πυκνότητας ισχύος και μειωμένου χρόνου έκθεσης στην επεξεργασία μετάλλων έχει ως αποτέλεσμα μια αλλαγή στη μικροδομή της επιφάνειας.Η απόκτηση του βέλτιστου συνδυασμού παραμέτρων διεργασίας λέιζερ και ρυθμού ψύξης είναι κρίσιμη για την αλλαγή της δομής των κόκκων και τη βελτίωση των τριβολογικών ιδιοτήτων στην επιφάνεια του υλικού.Ο κύριος στόχος αυτής της μελέτης ήταν να διερευνήσει την επίδραση της επεξεργασίας λέιζερ με γρήγορο παλμό στις τριβολογικές ιδιότητες των εμπορικά διαθέσιμων μεταλλικών βιοϋλικών.Αυτή η εργασία είναι αφιερωμένη στην τροποποίηση επιφάνειας με λέιζερ από ανοξείδωτο χάλυβα AISI 316L και Ti-6Al-4V.Ένα λέιζερ παλμικού CO2 1,5 kW χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη της επίδρασης διαφόρων παραμέτρων διεργασίας λέιζερ και της προκύπτουσας μικροδομής και μορφολογίας της επιφάνειας.Χρησιμοποιώντας ένα κυλινδρικό δείγμα περιστρεφόμενο κάθετα προς την κατεύθυνση της ακτινοβολίας λέιζερ, η ένταση της ακτινοβολίας λέιζερ, ο χρόνος έκθεσης, η πυκνότητα ροής ενέργειας και το πλάτος του παλμού μεταβλήθηκαν.Ο χαρακτηρισμός πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας SEM, EDX, μετρήσεις τραχύτητας βελόνας και ανάλυση XRD.Ένα μοντέλο πρόβλεψης θερμοκρασίας επιφάνειας εφαρμόστηκε επίσης για τον καθορισμό των αρχικών παραμέτρων της πειραματικής διαδικασίας.Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε χαρτογράφηση της διαδικασίας για τον προσδιορισμό ορισμένων ειδικών παραμέτρων για την επεξεργασία με λέιζερ της επιφάνειας του τηγμένου χάλυβα.Υπάρχει ισχυρή συσχέτιση μεταξύ της φωτεινότητας, του χρόνου έκθεσης, του βάθους επεξεργασίας και της τραχύτητας του επεξεργασμένου δείγματος.Το αυξημένο βάθος και η τραχύτητα των μικροδομικών αλλαγών συσχετίστηκαν με υψηλότερα επίπεδα έκθεσης και χρόνους έκθεσης.Αναλύοντας την τραχύτητα και το βάθος της περιοχής που έχει υποστεί επεξεργασία, χρησιμοποιούνται μοντέλα ροής ενέργειας και επιφανειακής θερμοκρασίας για την πρόβλεψη του βαθμού τήξης που θα συμβεί στην επιφάνεια.Καθώς ο χρόνος αλληλεπίδρασης της δέσμης λέιζερ αυξάνεται, η τραχύτητα της επιφάνειας του χάλυβα αυξάνεται για διάφορα επίπεδα ενέργειας παλμού που μελετήθηκαν.Ενώ η δομή της επιφάνειας παρατηρήθηκε ότι διατηρεί την κανονική ευθυγράμμιση των κρυστάλλων, παρατηρήθηκαν αλλαγές στον προσανατολισμό των κόκκων στις περιοχές που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με λέιζερ.
Ανάλυση και χαρακτηρισμός της συμπεριφοράς του στρες των ιστών και των επιπτώσεών της στο σχεδιασμό του ικριώματος
Σε αυτό το έργο, αναπτύχθηκαν πολλές διαφορετικές γεωμετρίες ικριώματος και πραγματοποιήθηκε ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων για την κατανόηση των μηχανικών ιδιοτήτων της δομής των οστών, του ρόλου τους στην ανάπτυξη του ιστού και της μέγιστης κατανομής της τάσης και της καταπόνησης στο ικρίωμα.Συλλέχθηκαν σαρώσεις υπολογιστικής τομογραφίας (CT) δειγμάτων δοκιδωτού οστού επιπλέον των δομών ικριώματος που σχεδιάστηκαν με CAD.Αυτά τα σχέδια σας επιτρέπουν να δημιουργήσετε και να δοκιμάσετε πρωτότυπα, καθώς και να εκτελέσετε FEM αυτών των σχεδίων.Πραγματοποιήθηκαν μηχανικές μετρήσεις μικροπαραμορφώσεων σε κατασκευασμένα ικριώματα και δοκιδοειδή δείγματα του οστού της μηριαίας κεφαλής και αυτά τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με αυτά που ελήφθησαν από το FEA για τις ίδιες δομές.Πιστεύεται ότι οι μηχανικές ιδιότητες εξαρτώνται από το σχεδιασμένο σχήμα πόρων (δομή), το μέγεθος πόρων (120, 340 και 600 μm) και τις συνθήκες φόρτωσης (με ή χωρίς μπλοκ φόρτωσης).Οι αλλαγές σε αυτές τις παραμέτρους διερευνήθηκαν για πορώδη πλαίσια 8 mm3, 22,7 mm3 και 1000 mm3 προκειμένου να μελετηθεί διεξοδικά η επίδρασή τους στην κατανομή των τάσεων.Τα αποτελέσματα πειραμάτων και προσομοιώσεων δείχνουν ότι ο γεωμετρικός σχεδιασμός της δομής παίζει σημαντικό ρόλο στην κατανομή του στρες και υπογραμμίζουν τις μεγάλες δυνατότητες του σχεδιασμού του πλαισίου να βελτιώσει την οστική αναγέννηση.Γενικά, το μέγεθος των πόρων είναι πιο σημαντικό από το επίπεδο πορώδους για τον προσδιορισμό του συνολικού επιπέδου μέγιστης τάσης.Ωστόσο, το επίπεδο πορώδους είναι επίσης σημαντικό για τον προσδιορισμό της οστεοαγωγιμότητας των δομών ικριώματος.Καθώς το επίπεδο πορώδους αυξάνεται από 30% σε 70%, η μέγιστη τιμή τάσης αυξάνεται σημαντικά για το ίδιο μέγεθος πόρων.
Το μέγεθος των πόρων του ικριώματος είναι επίσης σημαντικό για τη μέθοδο κατασκευής.Όλες οι σύγχρονες μέθοδοι ταχείας δημιουργίας πρωτοτύπων έχουν ορισμένους περιορισμούς.Ενώ η συμβατική κατασκευή είναι πιο ευέλικτη, πιο περίπλοκα και μικρότερα σχέδια είναι συχνά αδύνατο να κατασκευαστούν.Οι περισσότερες από αυτές τις τεχνολογίες επί του παρόντος δεν είναι ονομαστικά σε θέση να παράγουν πόρους κάτω από 500 μm.Έτσι, τα αποτελέσματα με μέγεθος πόρων 600 μm σε αυτή την εργασία σχετίζονται περισσότερο με τις παραγωγικές δυνατότητες των τρεχουσών τεχνολογιών ταχείας παραγωγής.Η παρουσιαζόμενη εξαγωνική δομή, αν και εξετάζεται μόνο σε μία κατεύθυνση, θα ήταν η πιο ανισότροπη δομή σε σύγκριση με τις δομές που βασίζονται στον κύβο και το τρίγωνο.Οι κυβικές και τριγωνικές δομές είναι σχετικά ισότροπες σε σύγκριση με τις εξαγωνικές δομές.Η ανισοτροπία είναι σημαντική όταν εξετάζεται η οστεοαγωγιμότητα του σχεδιασμένου ικριώματος.Η κατανομή της τάσης και η θέση του ανοίγματος επηρεάζουν τη διαδικασία αναδιαμόρφωσης και διαφορετικές συνθήκες φόρτωσης μπορούν να αλλάξουν τη μέγιστη τιμή τάσης και τη θέση της.Η κυρίαρχη κατεύθυνση φόρτωσης θα πρέπει να προάγει το μέγεθος και την κατανομή των πόρων για να επιτρέψει στα κύτταρα να αναπτυχθούν σε μεγαλύτερους πόρους και να παρέχουν θρεπτικά συστατικά και δομικά υλικά.Ένα άλλο ενδιαφέρον συμπέρασμα αυτής της εργασίας, με την εξέταση της κατανομής της τάσης στη διατομή των υποστυλωμάτων, είναι ότι καταγράφονται υψηλότερες τιμές τάσης στην επιφάνεια των πυλώνων σε σύγκριση με το κέντρο.Σε αυτή την εργασία, αποδείχθηκε ότι το μέγεθος των πόρων, το επίπεδο πορώδους και η μέθοδος φόρτισης σχετίζονται στενά με τα επίπεδα τάσης που παρουσιάζονται στη δομή.Αυτά τα ευρήματα καταδεικνύουν τη δυνατότητα δημιουργίας δομών αντηρίδας στις οποίες τα επίπεδα πίεσης στην επιφάνεια του αντηρίδας μπορεί να ποικίλλουν σε μεγαλύτερο βαθμό, γεγονός που μπορεί να προάγει την προσκόλληση και την ανάπτυξη των κυττάρων.
Τα ικριώματα υποκατάστατων συνθετικών οστών προσφέρουν την ευκαιρία να προσαρμόσετε ατομικά τις ιδιότητες, να ξεπεράσετε την περιορισμένη διαθεσιμότητα δότη και να βελτιώσετε την οστεοενσωμάτωση.Η μηχανική των οστών στοχεύει να αντιμετωπίσει αυτά τα ζητήματα παρέχοντας μοσχεύματα υψηλής ποιότητας που μπορούν να παραδοθούν σε μεγάλες ποσότητες.Σε αυτές τις εφαρμογές, τόσο η εσωτερική όσο και η εξωτερική γεωμετρία του ικριώματος έχουν μεγάλη σημασία, καθώς έχουν σημαντικό αντίκτυπο στις μηχανικές ιδιότητες, τη διαπερατότητα και τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων.Η τεχνολογία ταχείας δημιουργίας πρωτοτύπων επιτρέπει τη χρήση μη τυποποιημένων υλικών με δεδομένη και βελτιστοποιημένη γεωμετρία, κατασκευασμένα με υψηλή ακρίβεια.Αυτή η εργασία διερευνά την ικανότητα των τεχνικών τρισδιάστατης εκτύπωσης να κατασκευάζουν πολύπλοκες γεωμετρίες σκελετικών ικριωμάτων χρησιμοποιώντας βιοσυμβατά υλικά φωσφορικού ασβεστίου.Οι προκαταρκτικές μελέτες του ιδιόκτητου υλικού δείχνουν ότι μπορεί να επιτευχθεί η προβλεπόμενη κατευθυντική μηχανική συμπεριφορά.Οι πραγματικές μετρήσεις των κατευθυντικών μηχανικών ιδιοτήτων των κατασκευασμένων δειγμάτων έδειξαν τις ίδιες τάσεις με τα αποτελέσματα της ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων (FEM).Αυτή η εργασία καταδεικνύει επίσης τη σκοπιμότητα της τρισδιάστατης εκτύπωσης για την κατασκευή ικριωμάτων γεωμετρίας μηχανικής ιστών από βιοσυμβατό τσιμέντο φωσφορικού ασβεστίου.Τα πλαίσια κατασκευάστηκαν με εκτύπωση με ένα υδατικό διάλυμα όξινου φωσφορικού δινατρίου σε ένα στρώμα σκόνης που αποτελείται από ένα ομοιογενές μίγμα όξινου φωσφορικού ασβεστίου και υδροξειδίου του ασβεστίου.Η αντίδραση υγρής χημικής εναπόθεσης λαμβάνει χώρα στο στρώμα σκόνης του τρισδιάστατου εκτυπωτή.Έγιναν στερεά δείγματα για τη μέτρηση των μηχανικών ιδιοτήτων της ογκομετρικής συμπίεσης του παρασκευαζόμενου τσιμέντου φωσφορικού ασβεστίου (CPC).Τα εξαρτήματα που παράγονται με αυτόν τον τρόπο είχαν μέσο μέτρο ελαστικότητας 3,59 MPa και μέση αντοχή σε θλίψη 0,147 MPa.Η πυροσυσσωμάτωση οδηγεί σε σημαντική αύξηση των ιδιοτήτων συμπίεσης (E = 9,15 MPa, σt = 0,483 MPa), αλλά μειώνει την ειδική επιφάνεια του υλικού.Ως αποτέλεσμα της πυροσυσσωμάτωσης, το τσιμέντο φωσφορικού ασβεστίου αποσυντίθεται σε φωσφορικό β-τριασβέστιο (β-TCP) και υδροξυαπατίτη (ΗΑ), κάτι που επιβεβαιώνεται από τα δεδομένα της θερμοβαρυμετρικής και διαφορικής θερμικής ανάλυσης (TGA/DTA) και της ανάλυσης περίθλασης ακτίνων Χ. XRD).Οι ιδιότητες είναι ανεπαρκείς για εμφυτεύματα με μεγάλο φορτίο, όπου η απαιτούμενη αντοχή είναι από 1,5 έως 150 MPa και η συμπιεστική ακαμψία υπερβαίνει τα 10 MPa.Ωστόσο, περαιτέρω μετα-επεξεργασία, όπως η διήθηση με βιοαποικοδομήσιμα πολυμερή, μπορεί να καταστήσει αυτές τις δομές κατάλληλες για εφαρμογές stent.
Στόχος: Έρευνα στη μηχανική του εδάφους έχει δείξει ότι η δόνηση που εφαρμόζεται στα αδρανή έχει ως αποτέλεσμα πιο αποτελεσματική ευθυγράμμιση σωματιδίων και μείωση της ενέργειας που απαιτείται για να δράσει στα αδρανή.Στόχος μας ήταν να αναπτύξουμε μια μέθοδο για την επίδραση της δόνησης στη διαδικασία της πρόσκρουσης των οστών και να αξιολογήσουμε την επίδρασή της στις μηχανικές ιδιότητες των προσκρούσεων μοσχευμάτων.
Φάση 1: Άλεσμα 80 κεφαλών μηριαίου οστού βοοειδών με χρήση οστέινου μύλου Noviomagus.Τα μοσχεύματα στη συνέχεια πλύθηκαν χρησιμοποιώντας ένα σύστημα πλύσης με παλμικό αλατούχο διάλυμα σε δίσκο κόσκινου.Αναπτύχθηκε μια συσκευή κρούσης δόνησης, εξοπλισμένη με δύο κινητήρες συνεχούς ρεύματος 15 V με έκκεντρα βάρη στερεωμένα μέσα σε μεταλλικό κύλινδρο.Ρίξτε ένα βάρος σε αυτό από ένα δεδομένο ύψος 72 φορές για να αναπαραγάγετε τη διαδικασία του χτυπήματος ενός οστού.Το εύρος συχνότητας δόνησης που μετρήθηκε με ένα επιταχυνσιόμετρο εγκατεστημένο στον θάλαμο δόνησης δοκιμάστηκε.Κάθε δοκιμή διάτμησης στη συνέχεια επαναλήφθηκε σε τέσσερα διαφορετικά κανονικά φορτία για να ληφθεί μια σειρά από καμπύλες τάσης-παραμόρφωσης.Για κάθε δοκιμή κατασκευάστηκαν φάκελοι αστοχίας Mohr-Coulomb, από τους οποίους προέκυψαν οι τιμές διατμητικής αντοχής και μπλοκαρίσματος.
Φάση 2: Επαναλάβετε το πείραμα προσθέτοντας αίμα για να αναπαραγάγετε το πλούσιο περιβάλλον που συναντάται σε χειρουργικές ρυθμίσεις.
Στάδιο 1: Τα μοσχεύματα με αυξημένη δόνηση σε όλες τις συχνότητες δόνησης εμφάνισαν μεγαλύτερη αντοχή σε διάτμηση σε σύγκριση με την κρούση χωρίς δόνηση.Η δόνηση στα 60 Hz είχε τη μεγαλύτερη επίδραση και ήταν σημαντική.
Στάδιο 2: Ο εμβολιασμός με πρόσθετη δονητική κρούση σε κορεσμένα αδρανή έδειξε χαμηλότερη αντοχή σε διάτμηση για όλα τα κανονικά θλιπτικά φορτία από την κρούση χωρίς κραδασμούς.
Συμπέρασμα: Οι αρχές του πολιτικού μηχανικού εφαρμόζονται στην εμφύτευση του εμφυτευμένου οστού.Στα ξηρά αδρανή, η προσθήκη κραδασμών μπορεί να βελτιώσει τις μηχανικές ιδιότητες των σωματιδίων κρούσης.Στο σύστημά μας, η βέλτιστη συχνότητα δόνησης είναι 60 Hz.Στα κορεσμένα αδρανή, η αύξηση των κραδασμών επηρεάζει δυσμενώς τη διατμητική αντοχή του αδρανούς.Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από τη διαδικασία υγροποίησης.
Ο στόχος αυτής της εργασίας ήταν να σχεδιάσει, να κατασκευάσει και να δοκιμάσει ένα σύστημα που μπορεί να ενοχλήσει τα άτομα που στέκονται πάνω του προκειμένου να αξιολογηθεί η ικανότητά τους να ανταποκρίνονται σε αυτές τις αλλαγές.Αυτό μπορεί να γίνει γέρνοντας γρήγορα την επιφάνεια στην οποία στέκεται το άτομο και στη συνέχεια επαναφέροντάς την σε οριζόντια θέση.Από αυτό είναι δυνατό να προσδιοριστεί εάν τα υποκείμενα ήταν σε θέση να διατηρήσουν μια κατάσταση ισορροπίας και πόσο καιρό τους πήρε για να αποκαταστήσουν αυτήν την κατάσταση ισορροπίας.Αυτή η κατάσταση ισορροπίας θα προσδιοριστεί με τη μέτρηση της επιρροής της στάσης του υποκειμένου.Η φυσική τους ταλάντευση στάσης μετρήθηκε με ένα πάνελ προφίλ πίεσης ποδιού για να προσδιοριστεί πόσο μεγάλη ήταν η ταλάντευση κατά τη διάρκεια της δοκιμής.Το σύστημα έχει επίσης σχεδιαστεί για να είναι πιο ευέλικτο και προσιτό από ό,τι διατίθεται σήμερα στο εμπόριο, επειδή, ενώ αυτά τα μηχανήματα είναι σημαντικά για έρευνα, δεν χρησιμοποιούνται επί του παρόντος ευρέως λόγω του υψηλού κόστους τους.Το πρόσφατα αναπτυγμένο σύστημα που παρουσιάζεται σε αυτό το άρθρο έχει χρησιμοποιηθεί για τη μετακίνηση δοκιμαστικών αντικειμένων βάρους έως 100 kg.
Σε αυτή την εργασία, έξι εργαστηριακά πειράματα στη μηχανική και τις φυσικές επιστήμες σχεδιάστηκαν για να βελτιώσουν τη διαδικασία μάθησης για τους μαθητές.Αυτό επιτυγχάνεται με την εγκατάσταση και τη δημιουργία εικονικών οργάνων για αυτά τα πειράματα.Η χρήση εικονικών οργάνων συγκρίνεται απευθείας με τις παραδοσιακές εργαστηριακές μεθόδους διδασκαλίας και συζητείται η βάση για την ανάπτυξη και των δύο προσεγγίσεων.Προηγούμενη εργασία με χρήση μάθησης με τη βοήθεια υπολογιστή (CBL) σε παρόμοια έργα που σχετίζονται με αυτήν την εργασία χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση ορισμένων από τα οφέλη των εικονικών οργάνων, ειδικά εκείνων που σχετίζονται με το αυξημένο ενδιαφέρον των μαθητών, τη διατήρηση μνήμης, την κατανόηση και τελικά την αναφορά εργαστηρίου..σχετικά οφέλη.Το εικονικό πείραμα που συζητείται σε αυτή τη μελέτη είναι μια αναθεωρημένη έκδοση του πειράματος παραδοσιακού στυλ και έτσι παρέχει μια άμεση σύγκριση της νέας τεχνικής CBL με το εργαστήριο παραδοσιακού στυλ.Δεν υπάρχει εννοιολογική διαφορά μεταξύ των δύο εκδόσεων του πειράματος, η μόνη διαφορά είναι στον τρόπο που παρουσιάζεται.Η αποτελεσματικότητα αυτών των μεθόδων CBL αξιολογήθηκε με την παρατήρηση της απόδοσης των μαθητών που χρησιμοποιούν το εικονικό όργανο σε σύγκριση με άλλους μαθητές της ίδιας τάξης που εκτελούσαν τον παραδοσιακό πειραματικό τρόπο.Όλοι οι μαθητές αξιολογούνται υποβάλλοντας αναφορές, ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής που σχετίζονται με τα πειράματά τους και ερωτηματολόγια.Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης συγκρίθηκαν επίσης με άλλες σχετικές μελέτες στον τομέα της CBL.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-19-2023