इस कार्य का उद्देश्य उच्च आयामी सटीकता और पूर्व निर्धारित प्रक्रिया लागत के साथ एक स्वचालित लेजर प्रसंस्करण प्रक्रिया विकसित करना है।इस कार्य में पीएमएमए में आंतरिक एनडी:वाईवीओ4 माइक्रोचैनल के लेजर निर्माण और माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों के निर्माण के लिए पॉली कार्बोनेट के आंतरिक लेजर प्रसंस्करण के लिए आकार और लागत पूर्वानुमान मॉडल का विश्लेषण शामिल है।इन परियोजना लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए, ANN और DoE ने CO2 और Nd:YVO4 लेजर सिस्टम के आकार और लागत की तुलना की।एनकोडर से फीडबैक के साथ रैखिक स्थिति की सबमाइक्रोन सटीकता के साथ फीडबैक नियंत्रण का पूर्ण कार्यान्वयन लागू किया गया है।विशेष रूप से, लेजर विकिरण और नमूना स्थिति का स्वचालन एफपीजीए द्वारा नियंत्रित किया जाता है।एनडी: वाईवीओ4 सिस्टम ऑपरेटिंग प्रक्रियाओं और सॉफ्टवेयर के गहन ज्ञान ने नियंत्रण इकाई को कॉम्पैक्ट-रियो प्रोग्रामेबल ऑटोमेशन कंट्रोलर (पीएसी) से बदलने की अनुमति दी, जिसे लैबव्यू कोड कंट्रोल सबमाइक्रोन एनकोडर्स के उच्च रिज़ॉल्यूशन फीडबैक 3डी पोजिशनिंग चरण में पूरा किया गया था। .LabVIEW कोड में इस प्रक्रिया का पूर्ण स्वचालन विकास में है।वर्तमान और भविष्य के कार्यों में डिजाइन प्रणालियों की आयामी सटीकता, परिशुद्धता और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता की माप, और रासायनिक/विश्लेषणात्मक अनुप्रयोगों और पृथक्करण विज्ञान के लिए माइक्रोफ्लुइडिक और प्रयोगशाला डिवाइस-ऑन-ए-चिप निर्माण के लिए माइक्रोचैनल ज्यामिति का संबंधित अनुकूलन शामिल है।
ढले हुए अर्ध-कठोर धातु (एसएसएम) भागों के कई अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों की आवश्यकता होती है।पहनने के प्रतिरोध, उच्च शक्ति और कठोरता जैसे उत्कृष्ट यांत्रिक गुण अल्ट्रा-फाइन अनाज आकार द्वारा बनाई गई माइक्रोस्ट्रक्चर सुविधाओं पर निर्भर करते हैं।यह अनाज का आकार आमतौर पर एसएसएम की इष्टतम प्रक्रियाशीलता पर निर्भर करता है।हालाँकि, एसएसएम कास्टिंग में अक्सर अवशिष्ट सरंध्रता होती है, जो प्रदर्शन के लिए बेहद हानिकारक है।इस कार्य में, उच्च गुणवत्ता वाले हिस्से प्राप्त करने के लिए अर्ध-कठोर धातुओं को ढालने की महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं का पता लगाया जाएगा।इन भागों में सरंध्रता कम होनी चाहिए और माइक्रोस्ट्रक्चरल विशेषताओं में सुधार होना चाहिए, जिसमें अल्ट्रा-फाइन ग्रेन आकार और सख्त अवक्षेप और मिश्र धातु सूक्ष्म तत्व संरचना का समान वितरण शामिल है।विशेष रूप से, वांछित माइक्रोस्ट्रक्चर के विकास पर समय-तापमान प्रीट्रीटमेंट विधि के प्रभाव का विश्लेषण किया जाएगा।द्रव्यमान में सुधार से उत्पन्न गुणों, जैसे ताकत, कठोरता और कठोरता में वृद्धि की जांच की जाएगी।
यह कार्य स्पंदित लेजर प्रसंस्करण मोड का उपयोग करके H13 टूल स्टील की सतह के लेजर संशोधन का अध्ययन है।आरंभिक प्रायोगिक स्क्रीनिंग योजना के परिणामस्वरूप अधिक अनुकूलित विस्तृत योजना तैयार हुई।10.6 µm की तरंग दैर्ध्य वाले कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) लेजर का उपयोग किया जाता है।अध्ययन की प्रायोगिक योजना में, तीन अलग-अलग आकार के लेजर स्पॉट का उपयोग किया गया: 0.4, 0.2 और 0.09 मिमी व्यास।अन्य नियंत्रणीय पैरामीटर लेजर पीक पावर, पल्स पुनरावृत्ति दर और पल्स ओवरलैप हैं।0.1 एमपीए के दबाव पर आर्गन गैस लगातार लेजर प्रसंस्करण में मदद करती है।CO2 लेजर तरंग दैर्ध्य पर सतह की अवशोषण क्षमता को बढ़ाने के लिए प्रसंस्करण से पहले नमूना H13 को खुरदरा और रासायनिक रूप से उकेरा गया था।मेटलोग्राफिक अध्ययन के लिए लेजर-उपचारित नमूने तैयार किए गए और उनके भौतिक और यांत्रिक गुणों की विशेषता बताई गई।ऊर्जा फैलाने वाले एक्स-रे स्पेक्ट्रोमेट्री के संयोजन में स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके रासायनिक संरचना का मेटालोग्राफिक अध्ययन और विश्लेषण किया गया था।संशोधित सतह की क्रिस्टलीयता और चरण का पता Cu Kα विकिरण और 1.54 Å की तरंग दैर्ध्य के साथ एक XRD प्रणाली का उपयोग करके किया गया था।सतह प्रोफ़ाइल को स्टाइलस प्रोफाइलिंग सिस्टम का उपयोग करके मापा जाता है।संशोधित सतहों की कठोरता गुणों को विकर्स डायमंड माइक्रोइंडेंटेशन द्वारा मापा गया था।संशोधित सतहों के थकान गुणों पर सतह खुरदरापन के प्रभाव का अध्ययन विशेष रूप से निर्मित थर्मल थकान प्रणाली का उपयोग करके किया गया था।यह देखा गया है कि 500 एनएम से कम के अल्ट्राफाइन आकार के साथ संशोधित सतह अनाज प्राप्त करना संभव है।लेजर उपचारित H13 नमूनों पर 35 से 150 µm की सीमा में बेहतर सतह की गहराई हासिल की गई।संशोधित H13 सतह की क्रिस्टलीयता काफी कम हो गई है, जो लेजर उपचार के बाद क्रिस्टलीयों के यादृच्छिक वितरण से जुड़ी है।H13 Ra की न्यूनतम संशोधित औसत सतह खुरदरापन 1.9 µm है।एक अन्य महत्वपूर्ण खोज यह है कि संशोधित H13 सतह की कठोरता विभिन्न लेजर सेटिंग्स पर 728 से 905 HV0.1 तक होती है।लेजर मापदंडों के प्रभाव को और अधिक समझने के लिए थर्मल सिमुलेशन परिणामों (हीटिंग और कूलिंग दर) और कठोरता परिणामों के बीच एक संबंध स्थापित किया गया था।ये परिणाम पहनने के प्रतिरोध और गर्मी-परिरक्षण कोटिंग्स में सुधार के लिए सतह सख्त करने के तरीकों के विकास के लिए महत्वपूर्ण हैं।
GAA स्लियोटार के लिए विशिष्ट कोर विकसित करने के लिए ठोस स्पोर्ट्स गेंदों के पैरामीट्रिक प्रभाव गुण
इस अध्ययन का मुख्य लक्ष्य प्रभाव पर स्लियोटार कोर के गतिशील व्यवहार को चिह्नित करना है।गेंद की विस्कोइलास्टिक विशेषताओं को प्रभाव वेगों की एक श्रृंखला के लिए प्रदर्शित किया गया था।आधुनिक बहुलक क्षेत्र तनाव दर के प्रति संवेदनशील हैं, जबकि पारंपरिक बहु-घटक क्षेत्र तनाव पर निर्भर हैं।नॉनलाइनियर विस्कोलेस्टिक प्रतिक्रिया को दो कठोरता मूल्यों द्वारा परिभाषित किया गया है: प्रारंभिक कठोरता और थोक कठोरता।गति के आधार पर पारंपरिक गेंदें आधुनिक गेंदों की तुलना में 2.5 गुना अधिक सख्त होती हैं।पारंपरिक गेंदों की कठोरता में वृद्धि की तेज़ दर के परिणामस्वरूप आधुनिक गेंदों की तुलना में अधिक गैर-रेखीय सीओआर बनाम वेग होता है।गतिशील कठोरता परिणाम अर्ध-स्थैतिक परीक्षणों और स्प्रिंग सिद्धांत समीकरणों की सीमित प्रयोज्यता दिखाते हैं।गोलाकार विरूपण के व्यवहार के विश्लेषण से पता चलता है कि गुरुत्वाकर्षण के केंद्र का विस्थापन और व्यासीय संपीड़न सभी प्रकार के क्षेत्रों के लिए सुसंगत नहीं है।व्यापक प्रोटोटाइप प्रयोगों के माध्यम से, गेंद के प्रदर्शन पर विनिर्माण स्थितियों के प्रभाव की जांच की गई।विभिन्न प्रकार की गेंदों का उत्पादन करने के लिए तापमान, दबाव और सामग्री संरचना के उत्पादन पैरामीटर भिन्न-भिन्न थे।पॉलिमर की कठोरता कठोरता को प्रभावित करती है लेकिन ऊर्जा अपव्यय को नहीं, कठोरता बढ़ने से गेंद की कठोरता बढ़ जाती है।न्यूक्लियेटिंग एडिटिव्स गेंद की प्रतिक्रियाशीलता को प्रभावित करते हैं, एडिटिव्स की मात्रा में वृद्धि से गेंद की प्रतिक्रियाशीलता में कमी आती है, लेकिन यह प्रभाव पॉलिमर ग्रेड के प्रति संवेदनशील होता है।प्रभाव के प्रति गेंद की प्रतिक्रिया को अनुकरण करने के लिए तीन गणितीय मॉडल का उपयोग करके संख्यात्मक विश्लेषण किया गया था।पहला मॉडल केवल एक सीमित सीमा तक ही गेंद के व्यवहार को पुन: उत्पन्न करने में सक्षम साबित हुआ, हालाँकि इसका उपयोग पहले अन्य प्रकार की गेंदों पर सफलतापूर्वक किया जा चुका था।दूसरे मॉडल ने गेंद प्रभाव प्रतिक्रिया का एक उचित प्रतिनिधित्व दिखाया जो आम तौर पर परीक्षण किए गए सभी प्रकार की गेंद पर लागू होता था, लेकिन बल-विस्थापन प्रतिक्रिया भविष्यवाणी सटीकता उतनी अधिक नहीं थी जितनी बड़े पैमाने पर कार्यान्वयन के लिए आवश्यक होगी।गेंद की प्रतिक्रिया का अनुकरण करते समय तीसरे मॉडल ने काफी बेहतर सटीकता दिखाई।इस मॉडल के लिए मॉडल द्वारा उत्पन्न बल मान प्रयोगात्मक डेटा के साथ 95% सुसंगत हैं।
इस कार्य से दो मुख्य लक्ष्य प्राप्त हुए।एक उच्च तापमान केशिका विस्कोमीटर का डिजाइन और निर्माण है, और दूसरा डिजाइन में सहायता करने और तुलनात्मक उद्देश्यों के लिए डेटा प्रदान करने के लिए अर्ध-ठोस धातु प्रवाह सिमुलेशन है।प्रारंभिक परीक्षण के लिए एक उच्च तापमान केशिका विस्कोमीटर का निर्माण और उपयोग किया गया था।इस उपकरण का उपयोग उद्योग में उपयोग किए जाने वाले उच्च तापमान और कतरनी दर की स्थितियों के तहत अर्ध-कठोर धातुओं की चिपचिपाहट को मापने के लिए किया जाएगा।केशिका विस्कोमीटर एक एकल बिंदु प्रणाली है जो केशिका में प्रवाह और दबाव ड्रॉप को मापकर चिपचिपाहट की गणना कर सकती है, क्योंकि चिपचिपाहट दबाव ड्रॉप के सीधे आनुपातिक और प्रवाह के व्युत्क्रमानुपाती होती है।डिज़ाइन मानदंड में 800ºC तक अच्छी तरह से नियंत्रित तापमान, 10,000 एस-1 से ऊपर इंजेक्शन कतरनी दर और नियंत्रित इंजेक्शन प्रोफाइल की आवश्यकताएं शामिल हैं।कम्प्यूटेशनल तरल गतिशीलता (सीएफडी) के लिए फ़्लुएंट सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके एक द्वि-आयामी दो-चरण सैद्धांतिक समय-निर्भर मॉडल विकसित किया गया था।इसका उपयोग अर्ध-ठोस धातुओं की चिपचिपाहट का मूल्यांकन करने के लिए किया गया है क्योंकि वे 0.075, 0.5 और 1 मीटर/सेकेंड के इंजेक्शन वेग पर डिज़ाइन किए गए केशिका विस्कोमीटर से गुजरते हैं।0.25 से 0.50 तक धातु ठोस (एफएस) के अंश के प्रभाव की भी जांच की गई।फ़्लुएंट मॉडल को विकसित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पावर-लॉ चिपचिपापन समीकरण के लिए, इन मापदंडों और परिणामी चिपचिपाहट के बीच एक मजबूत सहसंबंध नोट किया गया था।
यह पेपर बैच कंपोस्टिंग प्रक्रिया में अल-सीआईसी मेटल मैट्रिक्स कंपोजिट (एमएमसी) के उत्पादन पर प्रक्रिया मापदंडों के प्रभाव की जांच करता है।अध्ययन किए गए प्रक्रिया मापदंडों में स्टिरर गति, स्टिरर समय, स्टिरर ज्यामिति, स्टिरर स्थिति, धातु तरल तापमान (चिपचिपाहट) शामिल हैं।एमएमसी अल-सीआईसी के उत्पादन के लिए कमरे के तापमान (25±C) पर दृश्य सिमुलेशन, कंप्यूटर सिमुलेशन और सत्यापन परीक्षण किए गए।दृश्य और कंप्यूटर सिमुलेशन में, क्रमशः तरल और अर्ध-ठोस एल्यूमीनियम का प्रतिनिधित्व करने के लिए पानी और ग्लिसरीन/पानी का उपयोग किया गया था।1, 300, 500, 800, और 1000 एमपीए एस की चिपचिपाहट और 50, 100, 150, 200, 250, और 300 आरपीएम की सरगर्मी दर के प्रभावों की जांच की गई।प्रति पीस 10 रोल.एल्यूमीनियम एमएमके में उपयोग किए जाने वाले समान % प्रबलित SiC कणों का उपयोग विज़ुअलाइज़ेशन और कम्प्यूटेशनल परीक्षणों में किया गया था।स्पष्ट कांच के बीकरों में इमेजिंग परीक्षण किए गए।कम्प्यूटेशनल सिमुलेशन फ्लुएंट (सीएफडी प्रोग्राम) और वैकल्पिक मिक्ससिम पैकेज का उपयोग करके किया गया था।इसमें यूलेरियन (दानेदार) मॉडल का उपयोग करके उत्पादन मार्गों का 2डी एक्सिसमेट्रिक मल्टीफ़ेज़ समय-निर्भर सिमुलेशन शामिल है।मिश्रण ज्यामिति और स्टिरर रोटेशन गति पर कण फैलाव समय, निपटान समय और भंवर ऊंचाई की निर्भरता स्थापित की गई है।°at पैडल वाले स्टिरर के लिए, कणों का एक समान फैलाव शीघ्रता से प्राप्त करने के लिए 60 डिग्री का पैडल कोण बेहतर अनुकूल पाया गया है।इन परीक्षणों के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि SiC का एक समान वितरण प्राप्त करने के लिए, जल-SiC प्रणाली के लिए सरगर्मी गति 150 आरपीएम और ग्लिसरॉल/जल-SiC प्रणाली के लिए 300 आरपीएम थी।यह पाया गया कि चिपचिपाहट को 1 mPa·s (तरल धातु के लिए) से 300 mPa·s (अर्ध-ठोस धातु के लिए) तक बढ़ाने से SiC के फैलाव और जमाव समय पर भारी प्रभाव पड़ा।हालाँकि, 300 mPa·s से 1000 mPa·s तक की और वृद्धि का इस समय पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है।इस काम के एक महत्वपूर्ण हिस्से में इस उच्च तापमान उपचार विधि के लिए एक समर्पित रैपिड हार्डनिंग कास्टिंग मशीन का डिजाइन, निर्माण और सत्यापन शामिल था।मशीन में 60 डिग्री के कोण पर चार फ्लैट ब्लेड वाला एक स्टिरर और प्रतिरोधी हीटिंग के साथ भट्टी कक्ष में एक क्रूसिबल होता है।इंस्टॉलेशन में एक एक्चुएटर शामिल है जो संसाधित मिश्रण को तुरंत बुझा देता है।इस उपकरण का उपयोग अल-सीआईसी मिश्रित सामग्री के उत्पादन के लिए किया जाता है।सामान्य तौर पर, विज़ुअलाइज़ेशन, गणना और प्रयोगात्मक परीक्षण परिणामों के बीच अच्छा समझौता पाया गया।
कई अलग-अलग रैपिड प्रोटोटाइपिंग (आरपी) तकनीकें हैं जिन्हें मुख्य रूप से पिछले दशक में बड़े पैमाने पर उपयोग के लिए विकसित किया गया है।आज व्यावसायिक रूप से उपलब्ध रैपिड प्रोटोटाइप सिस्टम कागज, मोम, प्रकाश-इलाज वाले रेजिन, पॉलिमर और नवीन धातु पाउडर का उपयोग करके विभिन्न प्रकार की प्रौद्योगिकियों का उपयोग करते हैं।परियोजना में एक तीव्र प्रोटोटाइप विधि, फ़्यूज़्ड डिपोज़िशन मॉडलिंग शामिल थी, जिसे पहली बार 1991 में व्यावसायीकरण किया गया था। इस कार्य में, मोम का उपयोग करके सतह बनाकर मॉडलिंग के लिए सिस्टम का एक नया संस्करण विकसित और उपयोग किया गया था।यह प्रोजेक्ट सिस्टम के मूल डिज़ाइन और मोम जमाव विधि का वर्णन करता है।एफडीएम मशीनें गर्म नोजल के माध्यम से पूर्व निर्धारित पैटर्न में एक प्लेटफॉर्म पर अर्ध-पिघली हुई सामग्री को बाहर निकालकर भागों का निर्माण करती हैं।एक्सट्रूज़न नोजल को कंप्यूटर सिस्टम द्वारा नियंत्रित XY टेबल पर लगाया जाता है।प्लंजर तंत्र और जमाकर्ता की स्थिति के स्वचालित नियंत्रण के संयोजन में, सटीक मॉडल तैयार किए जाते हैं।2डी और 3डी वस्तुएं बनाने के लिए मोम की एकल परतों को एक दूसरे के ऊपर रखा जाता है।मॉडलों की उत्पादन प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए मोम के गुणों का भी विश्लेषण किया गया है।इनमें मोम का चरण संक्रमण तापमान, मोम की चिपचिपाहट और प्रसंस्करण के दौरान मोम की बूंद का आकार शामिल है।
पिछले पांच वर्षों में, सिटी यूनिवर्सिटी डबलिन डिवीजन साइंस क्लस्टर की शोध टीमों ने दो लेजर माइक्रोमशीनिंग प्रक्रियाएं विकसित की हैं जो प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य माइक्रोन-स्केल रिज़ॉल्यूशन के साथ चैनल और वोक्सल बना सकती हैं।इस कार्य का ध्यान लक्ष्य जैव अणुओं को अलग करने के लिए कस्टम सामग्रियों के उपयोग पर है।प्रारंभिक कार्य दर्शाता है कि पृथक्करण क्षमताओं में सुधार के लिए केशिका मिश्रण और सतह चैनलों की नई आकृतियाँ बनाई जा सकती हैं।यह कार्य सतह ज्यामिति और चैनलों को डिजाइन करने के लिए उपलब्ध माइक्रोमशीनिंग टूल के अनुप्रयोग पर ध्यान केंद्रित करेगा जो जैविक प्रणालियों के बेहतर पृथक्करण और लक्षण वर्णन प्रदान करेगा।इन प्रणालियों का अनुप्रयोग बायोडायग्नोस्टिक उद्देश्यों के लिए लैब-ऑन-ए-चिप दृष्टिकोण का पालन करेगा।इस विकसित तकनीक का उपयोग करके बनाए गए उपकरणों का उपयोग एक चिप पर परियोजना की माइक्रोफ्लुइडिक प्रयोगशाला में किया जाएगा।परियोजना का लक्ष्य लेजर प्रसंस्करण मापदंडों और सूक्ष्म और नैनोस्केल चैनल विशेषताओं के बीच सीधा संबंध प्रदान करने के लिए प्रयोगात्मक डिजाइन, अनुकूलन और सिमुलेशन तकनीकों का उपयोग करना है, और इन सूक्ष्म प्रौद्योगिकियों में पृथक्करण चैनलों को बेहतर बनाने के लिए इस जानकारी का उपयोग करना है।कार्य के विशिष्ट आउटपुट में शामिल हैं: पृथक्करण विज्ञान में सुधार के लिए चैनल डिजाइन और सतह आकारिकी;एकीकृत चिप्स में पंपिंग और निष्कर्षण के अखंड चरण;एकीकृत चिप्स पर चयनित और निकाले गए लक्ष्य जैव अणुओं को अलग करना।
पेल्टियर सरणियों और अवरक्त थर्मोग्राफी का उपयोग करके केशिका एलसी स्तंभों के साथ अस्थायी तापमान प्रवणताओं और अनुदैर्ध्य प्रोफाइल का निर्माण और नियंत्रण
क्रमिक रूप से व्यवस्थित व्यक्तिगत रूप से नियंत्रित थर्मोइलेक्ट्रिक पेल्टियर कोशिकाओं के उपयोग के आधार पर केशिका स्तंभों के सटीक तापमान नियंत्रण के लिए एक नया प्रत्यक्ष संपर्क मंच विकसित किया गया है।प्लेटफ़ॉर्म केशिका और माइक्रो एलसी कॉलम के लिए तेज़ तापमान नियंत्रण प्रदान करता है और अस्थायी और स्थानिक तापमान की एक साथ प्रोग्रामिंग की अनुमति देता है।प्लेटफ़ॉर्म 10 संरेखित पेल्टियर कोशिकाओं में से प्रत्येक के लिए लगभग 400 डिग्री सेल्सियस/मिनट की रैंप दर के साथ 15 से 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज पर संचालित होता है।सिस्टम का मूल्यांकन कई गैर-मानक केशिका-आधारित माप मोड के लिए किया गया है, जैसे कि रैखिक और गैर-रेखीय प्रोफाइल के साथ तापमान ग्रेडिएंट्स का प्रत्यक्ष अनुप्रयोग, जिसमें स्थिर स्तंभ तापमान ग्रेडिएंट्स और अस्थायी तापमान ग्रेडिएंट्स, सटीक तापमान नियंत्रित ग्रेडिएंट्स, पॉलिमराइज्ड केशिका मोनोलिथिक शामिल हैं। स्थिर चरण, और माइक्रोफ्लुइडिक चैनलों (एक चिप पर) में अखंड चरणों का निर्माण।उपकरण का उपयोग मानक और स्तंभ क्रोमैटोग्राफी प्रणालियों के साथ किया जा सकता है।
छोटे विश्लेषणों के पूर्वसंकेन्द्रण के लिए द्वि-आयामी समतलीय माइक्रोफ्लुइडिक उपकरण में इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक फोकसिंग
इस कार्य में पूर्व-संवर्धन और प्रजातियों की पहचान के विकास में सहायता के लिए इलेक्ट्रोहाइड्रोडायनामिक फ़ोकसिंग (ईएचडीएफ) और फोटॉन स्थानांतरण शामिल है।ईएचडीएफ एक आयन-संतुलित फोकसिंग विधि है जो हाइड्रोडायनामिक और विद्युत बलों के बीच संतुलन स्थापित करने पर आधारित है, जिसमें रुचि के आयन स्थिर हो जाते हैं।यह अध्ययन पारंपरिक माइक्रोचैनल सिस्टम के बजाय 2डी ओपन 2डी फ्लैट स्पेस प्लेनर माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस का उपयोग करके एक उपन्यास विधि प्रस्तुत करता है।ऐसे उपकरण बड़ी मात्रा में पदार्थों को पूर्वकेंद्रित कर सकते हैं और इनका निर्माण अपेक्षाकृत आसान होता है।यह अध्ययन COMSOL मल्टीफ़िज़िक्स® 3.5a का उपयोग करके एक नव विकसित सिमुलेशन के परिणाम प्रस्तुत करता है।पहचाने गए प्रवाह ज्यामिति और उच्च सांद्रता वाले क्षेत्रों का परीक्षण करने के लिए इन मॉडलों के परिणामों की तुलना प्रयोगात्मक परिणामों से की गई थी।विकसित संख्यात्मक माइक्रोफ्लुइडिक मॉडल की तुलना पहले प्रकाशित प्रयोगों से की गई और परिणाम बहुत सुसंगत थे।इन सिमुलेशन के आधार पर, ईएचडीएफ के लिए इष्टतम स्थिति प्रदान करने के लिए एक नए प्रकार के जहाज पर शोध किया गया था।चिप का उपयोग करने वाले प्रायोगिक परिणामों ने मॉडल के प्रदर्शन को बेहतर प्रदर्शन किया।निर्मित माइक्रोफ्लुइडिक चिप्स में, एक नया मोड देखा गया, जिसे पार्श्व ईजीडीपी कहा जाता है, जब अध्ययन के तहत पदार्थ लागू वोल्टेज के लंबवत केंद्रित था।क्योंकि पता लगाना और इमेजिंग ऐसे पूर्व-संवर्धन और प्रजातियों की पहचान प्रणालियों के प्रमुख पहलू हैं।द्वि-आयामी माइक्रोफ्लुइडिक प्रणालियों में प्रकाश प्रसार और प्रकाश तीव्रता वितरण के संख्यात्मक मॉडल और प्रयोगात्मक सत्यापन प्रस्तुत किए गए हैं।प्रकाश प्रसार के विकसित संख्यात्मक मॉडल को सिस्टम के माध्यम से प्रकाश के वास्तविक पथ और तीव्रता वितरण के संदर्भ में प्रयोगात्मक रूप से सफलतापूर्वक सत्यापित किया गया था, जिससे ऐसे परिणाम मिले जो फोटोपॉलीमराइजेशन सिस्टम के अनुकूलन के साथ-साथ ऑप्टिकल डिटेक्शन सिस्टम के लिए रुचिकर हो सकते हैं। केशिकाओं का उपयोग करना..
ज्यामिति के आधार पर, माइक्रोस्ट्रक्चर का उपयोग दूरसंचार, माइक्रोफ्लुइडिक्स, माइक्रोसेंसर, डेटा वेयरहाउसिंग, ग्लास कटिंग और सजावटी अंकन में किया जा सकता है।इस कार्य में, Nd:YVO4 और CO2 लेजर सिस्टम के मापदंडों की सेटिंग्स और सूक्ष्म संरचनाओं के आकार और आकारिकी के बीच संबंध की जांच की गई।लेज़र सिस्टम के अध्ययन किए गए मापदंडों में पावर पी, पल्स पुनरावृत्ति दर पीआरएफ, पल्स की संख्या एन और स्कैन दर यू शामिल हैं। मापे गए आउटपुट आयामों में समतुल्य स्वर व्यास के साथ-साथ माइक्रोचैनल चौड़ाई, गहराई और सतह खुरदरापन शामिल हैं।पॉलीकार्बोनेट नमूनों के अंदर माइक्रोस्ट्रक्चर बनाने के लिए एक एनडी: वाईवीओ 4 लेजर (2.5 डब्ल्यू, 1.604 माइक्रोन, 80 एनएस) का उपयोग करके एक 3 डी माइक्रोमशीनिंग प्रणाली विकसित की गई थी।माइक्रोस्ट्रक्चरल वोक्सल्स का व्यास 48 से 181 µm है।सिस्टम सोडा-लाइम ग्लास, फ्यूज्ड सिलिका और नीलमणि नमूनों में 5 से 10 माइक्रोन रेंज में छोटे स्वर बनाने के लिए माइक्रोस्कोप उद्देश्यों का उपयोग करके सटीक फोकसिंग भी प्रदान करता है।सोडा-लाइम ग्लास के नमूनों में माइक्रोचैनल बनाने के लिए एक CO2 लेजर (1.5 किलोवाट, 10.6 µm, न्यूनतम पल्स अवधि 26 µs) का उपयोग किया गया था।माइक्रोचैनल का क्रॉस-सेक्शनल आकार वी-खांचे, यू-खांचे और सतही एब्लेशन साइटों के बीच व्यापक रूप से भिन्न होता है।माइक्रोचैनल के आकार भी बहुत भिन्न होते हैं: 81 से 365 µm चौड़े, 3 से 379 µm गहराई तक, और स्थापना के आधार पर सतह खुरदरापन 2 से 13 µm तक।प्रतिक्रिया सतह पद्धति (आरएसएम) और प्रयोगों के डिजाइन (डीओई) का उपयोग करके लेजर प्रसंस्करण मापदंडों के अनुसार माइक्रोचैनल आकार की जांच की गई।एकत्र किए गए परिणामों का उपयोग वॉल्यूमेट्रिक और मास एब्लेशन दर पर प्रक्रिया मापदंडों के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए किया गया था।इसके अलावा, प्रक्रिया को समझने में मदद करने और वास्तविक निर्माण से पहले चैनल टोपोलॉजी की भविष्यवाणी करने की अनुमति देने के लिए एक थर्मल प्रक्रिया गणितीय मॉडल विकसित किया गया है।
मेट्रोलॉजी उद्योग हमेशा सटीक और त्वरित रूप से सतह स्थलाकृति का पता लगाने और डिजिटलीकरण करने के नए तरीकों की तलाश में रहता है, जिसमें सतह खुरदरापन मापदंडों की गणना करना और मॉडलिंग या रिवर्स इंजीनियरिंग के लिए पॉइंट क्लाउड (एक या अधिक सतहों का वर्णन करने वाले त्रि-आयामी बिंदुओं के सेट) बनाना शामिल है।सिस्टम मौजूद हैं, और पिछले दशक में ऑप्टिकल सिस्टम की लोकप्रियता बढ़ी है, लेकिन अधिकांश ऑप्टिकल प्रोफाइलर खरीदना और रखरखाव करना महंगा है।सिस्टम के प्रकार के आधार पर, ऑप्टिकल प्रोफाइलर को डिजाइन करना भी मुश्किल हो सकता है और उनकी नाजुकता अधिकांश दुकान या कारखाने के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकती है।यह परियोजना ऑप्टिकल त्रिकोणासन के सिद्धांतों का उपयोग करके एक प्रोफाइलर के विकास को शामिल करती है।विकसित प्रणाली में 200 x 120 मिमी का स्कैनिंग टेबल क्षेत्र और 5 मिमी की ऊर्ध्वाधर माप सीमा है।लक्ष्य सतह के ऊपर लेज़र सेंसर की स्थिति भी 15 मिमी तक समायोज्य है।उपयोगकर्ता द्वारा चयनित भागों और सतह क्षेत्रों की स्वचालित स्कैनिंग के लिए एक नियंत्रण कार्यक्रम विकसित किया गया था।इस नई प्रणाली की विशेषता आयामी सटीकता है।सिस्टम की मापी गई अधिकतम कोसाइन त्रुटि 0.07° है।सिस्टम की गतिशील सटीकता Z-अक्ष (ऊंचाई) में 2 µm और X और Y अक्षों में लगभग 10 µm पर मापी जाती है।स्कैन किए गए हिस्सों (सिक्के, स्क्रू, वॉशर और फाइबर लेंस डाई) के बीच आकार का अनुपात अच्छा था।सिस्टम परीक्षण पर भी चर्चा की जाएगी, जिसमें प्रोफाइलर सीमाएं और संभावित सिस्टम सुधार शामिल हैं।
इस परियोजना का उद्देश्य सतह दोष निरीक्षण के लिए एक नई ऑप्टिकल हाई-स्पीड ऑनलाइन प्रणाली विकसित करना और उसकी विशेषता निर्धारित करना है।नियंत्रण प्रणाली ऑप्टिकल त्रिकोणासन के सिद्धांत पर आधारित है और विसरित सतहों के त्रि-आयामी प्रोफ़ाइल को निर्धारित करने के लिए एक गैर-संपर्क विधि प्रदान करती है।विकास प्रणाली के मुख्य घटकों में एक डायोड लेजर, एक CCf15 CMOS कैमरा और दो पीसी-नियंत्रित सर्वो मोटर्स शामिल हैं।सैंपल मूवमेंट, इमेज कैप्चर और 3डी सरफेस प्रोफाइलिंग को लैबव्यू सॉफ्टवेयर में प्रोग्राम किया जाता है।3डी स्कैन की गई सतह के वर्चुअल रेंडरिंग के लिए एक प्रोग्राम बनाकर और आवश्यक सतह खुरदरापन मापदंडों की गणना करके कैप्चर किए गए डेटा की जांच की सुविधा प्रदान की जा सकती है।सर्वो मोटर्स का उपयोग 0.05 µm के रिज़ॉल्यूशन के साथ नमूने को X और Y दिशाओं में ले जाने के लिए किया जाता है।विकसित गैर-संपर्क ऑनलाइन सतह प्रोफाइलर तेजी से स्कैनिंग और उच्च रिज़ॉल्यूशन सतह निरीक्षण कर सकता है।विकसित प्रणाली का उपयोग विभिन्न नमूना सामग्रियों की सतह पर स्वचालित 2डी सतह प्रोफाइल, 3डी सतह प्रोफाइल और सतह खुरदरापन माप बनाने के लिए सफलतापूर्वक किया जाता है।स्वचालित निरीक्षण उपकरण में 12 x 12 मिमी का XY स्कैनिंग क्षेत्र होता है।विकसित प्रोफाइलिंग सिस्टम को चिह्नित करने और कैलिब्रेट करने के लिए, सिस्टम द्वारा मापी गई सतह प्रोफ़ाइल की तुलना ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप, दूरबीन माइक्रोस्कोप, एएफएम और मिटुटोयो सर्फटेस्ट-402 का उपयोग करके मापी गई समान सतह से की गई थी।
उत्पादों की गुणवत्ता और उनमें उपयोग की जाने वाली सामग्रियों की आवश्यकताएं अधिक से अधिक मांग वाली होती जा रही हैं।कई दृश्य गुणवत्ता आश्वासन (क्यूए) समस्याओं का समाधान वास्तविक समय स्वचालित सतह निरीक्षण प्रणालियों का उपयोग है।इसके लिए उच्च थ्रूपुट पर एक समान उत्पाद गुणवत्ता की आवश्यकता होती है।इसलिए, ऐसी प्रणालियों की आवश्यकता है जो वास्तविक समय में सामग्रियों और सतहों का परीक्षण करने में 100% सक्षम हों।इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए लेजर प्रौद्योगिकी और कंप्यूटर नियंत्रण प्रौद्योगिकी का संयोजन एक प्रभावी समाधान प्रदान करता है।इस कार्य में, एक उच्च गति, कम लागत और उच्च परिशुद्धता गैर-संपर्क लेजर स्कैनिंग प्रणाली विकसित की गई थी।यह प्रणाली लेजर ऑप्टिकल त्रिकोणासन के सिद्धांत का उपयोग करके ठोस अपारदर्शी वस्तुओं की मोटाई मापने में सक्षम है।विकसित प्रणाली माइक्रोमीटर स्तर पर माप की सटीकता और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता सुनिश्चित करती है।
इस परियोजना का उद्देश्य सतह दोष का पता लगाने के लिए एक लेजर निरीक्षण प्रणाली को डिजाइन और विकसित करना और उच्च गति इनलाइन अनुप्रयोगों के लिए इसकी क्षमता का मूल्यांकन करना है।डिटेक्शन सिस्टम के मुख्य घटक एक रोशनी स्रोत के रूप में एक लेजर डायोड मॉड्यूल, एक डिटेक्शन यूनिट के रूप में एक सीएमओएस रैंडम एक्सेस कैमरा और एक XYZ अनुवाद चरण हैं।विभिन्न नमूना सतहों को स्कैन करके प्राप्त डेटा का विश्लेषण करने के लिए एल्गोरिदम विकसित किए गए थे।नियंत्रण प्रणाली ऑप्टिकल त्रिकोणासन के सिद्धांत पर आधारित है।लेज़र किरण नमूना सतह पर तिरछी रूप से आपतित होती है।फिर सतह की ऊंचाई में अंतर को नमूना सतह पर लेजर स्पॉट की क्षैतिज गति के रूप में लिया जाता है।यह त्रिकोणासन विधि का उपयोग करके ऊंचाई माप लेने की अनुमति देता है।विकसित पहचान प्रणाली को पहले एक रूपांतरण कारक प्राप्त करने के लिए कैलिब्रेट किया जाता है जो सेंसर द्वारा मापे गए बिंदु के विस्थापन और सतह के ऊर्ध्वाधर विस्थापन के बीच संबंध को प्रतिबिंबित करेगा।प्रयोग नमूना सामग्रियों की विभिन्न सतहों पर किए गए: पीतल, एल्यूमीनियम और स्टेनलेस स्टील।विकसित प्रणाली ऑपरेशन के दौरान होने वाले दोषों का 3डी स्थलाकृतिक मानचित्र सटीक रूप से उत्पन्न करने में सक्षम है।लगभग 70 µm का स्थानिक विभेदन और 60 µm की गहराई विभेदन प्राप्त किया गया।मापी गई दूरियों की सटीकता को मापकर सिस्टम के प्रदर्शन को भी सत्यापित किया जाता है।
सतह दोषों का पता लगाने के लिए स्वचालित औद्योगिक विनिर्माण वातावरण में उच्च गति फाइबर लेजर स्कैनिंग सिस्टम का उपयोग किया जाता है।सतह दोषों का पता लगाने के लिए अधिक आधुनिक तरीकों में रोशनी और घटक का पता लगाने के लिए ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग शामिल है।इस शोध प्रबंध में एक नई हाई-स्पीड ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक प्रणाली का डिजाइन और विकास शामिल है।इस पेपर में एलईडी के दो स्रोतों, एलईडी (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) और लेजर डायोड की जांच की गई है।पांच उत्सर्जक डायोड और पांच प्राप्त करने वाले फोटोडायोड की एक पंक्ति एक दूसरे के विपरीत स्थित है।लैबव्यू सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके डेटा संग्रह को एक पीसी द्वारा नियंत्रित और विश्लेषण किया जाता है।इस प्रणाली का उपयोग विभिन्न सामग्रियों में छेद (1 मिमी), ब्लाइंड होल (2 मिमी) और पायदान जैसे सतह दोषों के आयामों को मापने के लिए किया जाता है।नतीजे बताते हैं कि हालांकि सिस्टम मुख्य रूप से 2डी स्कैनिंग के लिए है, यह एक सीमित 3डी इमेजिंग सिस्टम के रूप में भी काम कर सकता है।प्रणाली ने यह भी दिखाया कि अध्ययन की गई सभी धातु सामग्री अवरक्त संकेतों को प्रतिबिंबित करने में सक्षम थीं।झुके हुए फाइबर की एक श्रृंखला का उपयोग करके एक नई विकसित विधि सिस्टम को लगभग 100 माइक्रोन (फाइबर व्यास एकत्रित) के अधिकतम सिस्टम रिज़ॉल्यूशन के साथ समायोज्य रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने की अनुमति देती है।इस प्रणाली का उपयोग विभिन्न सामग्रियों की सतह प्रोफ़ाइल, सतह खुरदरापन, मोटाई और परावर्तनशीलता को मापने के लिए सफलतापूर्वक किया गया है।इस प्रणाली से एल्यूमीनियम, स्टेनलेस स्टील, पीतल, तांबा, टफ़नोल और पॉली कार्बोनेट का परीक्षण किया जा सकता है।इस नई प्रणाली के फायदे तेजी से पता लगाना, कम लागत, छोटा आकार, उच्च रिज़ॉल्यूशन और लचीलापन हैं।
नई पर्यावरण सेंसर प्रौद्योगिकियों को एकीकृत और तैनात करने के लिए नई प्रणालियों का डिजाइन, निर्माण और परीक्षण करना।मल बैक्टीरिया निगरानी अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त
ऊर्जा आपूर्ति में सुधार के लिए सिलिकॉन सौर पीवी पैनलों की माइक्रो-नैनो संरचना को संशोधित करना
आज वैश्विक समाज के सामने प्रमुख इंजीनियरिंग चुनौतियों में से एक टिकाऊ ऊर्जा आपूर्ति है।अब समय आ गया है कि समाज नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों पर बहुत अधिक निर्भर होना शुरू कर दे।सूर्य पृथ्वी को निःशुल्क ऊर्जा प्रदान करता है, लेकिन इस ऊर्जा को बिजली के रूप में उपयोग करने के आधुनिक तरीकों की कुछ सीमाएँ हैं।फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के मामले में, मुख्य समस्या सौर ऊर्जा एकत्र करने की अपर्याप्त दक्षता है।लेजर माइक्रोमशीनिंग का उपयोग आमतौर पर फोटोवोल्टिक सक्रिय परतों जैसे ग्लास सब्सट्रेट, हाइड्रोजनीकृत सिलिकॉन और जिंक ऑक्साइड परतों के बीच इंटरकनेक्ट बनाने के लिए किया जाता है।यह भी ज्ञात है कि सौर सेल के सतह क्षेत्र को बढ़ाकर अधिक ऊर्जा प्राप्त की जा सकती है, उदाहरण के लिए माइक्रोमशीनिंग द्वारा।यह दिखाया गया है कि नैनोस्केल सतह प्रोफ़ाइल विवरण सौर कोशिकाओं की ऊर्जा अवशोषण दक्षता को प्रभावित करते हैं।इस पेपर का उद्देश्य उच्च शक्ति प्रदान करने के लिए सूक्ष्म, नैनो- और मेसोस्केल सौर सेल संरचनाओं को अपनाने के लाभों की जांच करना है।ऐसे माइक्रोस्ट्रक्चर और नैनोस्ट्रक्चर के तकनीकी मापदंडों को अलग करने से सतह टोपोलॉजी पर उनके प्रभाव का अध्ययन करना संभव हो जाएगा।विद्युत चुम्बकीय प्रकाश के प्रयोगात्मक रूप से नियंत्रित स्तरों के संपर्क में आने पर कोशिकाओं द्वारा उत्पादित ऊर्जा का परीक्षण किया जाएगा।कोशिका दक्षता और सतह की बनावट के बीच सीधा संबंध स्थापित किया जाएगा।
इंजीनियरिंग और इलेक्ट्रॉनिक्स में संरचनात्मक सामग्रियों की भूमिका के लिए मेटल मैट्रिक्स कंपोजिट (एमएमसी) तेजी से प्रमुख उम्मीदवार बन रहे हैं।एल्युमीनियम (Al) और तांबा (Cu) को उनके उत्कृष्ट तापीय गुणों (जैसे कम तापीय विस्तार गुणांक (CTE), उच्च तापीय चालकता) और बेहतर यांत्रिक गुणों (जैसे उच्च विशिष्ट शक्ति, बेहतर प्रदर्शन) के कारण SiC के साथ प्रबलित किया गया।पहनने के प्रतिरोध और विशिष्ट मापांक के लिए विभिन्न उद्योगों में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।हाल ही में, ये उच्च सिरेमिक एमएमसी इलेक्ट्रॉनिक पैकेजों में तापमान नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए एक और प्रवृत्ति बन गए हैं।आमतौर पर, पावर डिवाइस पैकेज में, एल्यूमीनियम (Al) या कॉपर (Cu) का उपयोग सिरेमिक सब्सट्रेट से कनेक्ट करने के लिए हीटसिंक या बेस प्लेट के रूप में किया जाता है जो चिप और संबंधित पिन संरचनाओं को ले जाता है।सिरेमिक और एल्यूमीनियम या तांबे के बीच थर्मल विस्तार (सीटीई) के गुणांक में बड़ा अंतर नुकसानदेह है क्योंकि यह पैकेज की विश्वसनीयता को कम करता है और सिरेमिक सब्सट्रेट के आकार को भी सीमित करता है जिसे सब्सट्रेट से जोड़ा जा सकता है।
इस कमी को देखते हुए, अब नई सामग्रियों का विकास, जांच और लक्षण वर्णन करना संभव है जो थर्मल रूप से बेहतर सामग्रियों के लिए इन आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।बेहतर तापीय चालकता और तापीय विस्तार गुणांक (सीटीई) गुणों के साथ, एमएमसी CuSiC और AlSiC अब इलेक्ट्रॉनिक्स पैकेजिंग के लिए व्यवहार्य समाधान हैं।यह कार्य इन एमएमसी के अद्वितीय थर्मोफिजिकल गुणों और इलेक्ट्रॉनिक पैकेजों के थर्मल प्रबंधन के लिए उनके संभावित अनुप्रयोगों का मूल्यांकन करेगा।
तेल कंपनियां कार्बन और कम मिश्र धातु स्टील्स से बने तेल और गैस उद्योग प्रणालियों के वेल्डिंग क्षेत्र में महत्वपूर्ण क्षरण का अनुभव करती हैं।CO2 युक्त वातावरण में, संक्षारण क्षति को आमतौर पर विभिन्न कार्बन स्टील माइक्रोस्ट्रक्चर पर जमा सुरक्षात्मक संक्षारण फिल्मों की ताकत में अंतर के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है।वेल्ड धातु (डब्ल्यूएम) और गर्मी प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) में स्थानीय संक्षारण मुख्य रूप से मिश्र धातु संरचना और सूक्ष्म संरचना में अंतर के कारण गैल्वेनिक प्रभाव के कारण होता है।हल्के स्टील वेल्डेड जोड़ों के संक्षारण व्यवहार पर माइक्रोस्ट्रक्चर के प्रभाव को समझने के लिए बेस मेटल (पीएम), डब्ल्यूएम और एचएजेड माइक्रोस्ट्रक्चरल विशेषताओं की जांच की गई।कमरे के तापमान (20±2°C) और pH 4.0±0.3 पर ऑक्सीजन रहित परिस्थितियों में CO2 से संतृप्त 3.5% NaCl घोल में संक्षारण परीक्षण किए गए।ओपन सर्किट क्षमता, पोटेंशियोडायनामिक स्कैनिंग और रैखिक ध्रुवीकरण प्रतिरोध, साथ ही ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके सामान्य मेटलोग्राफिक लक्षण वर्णन निर्धारित करने के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल तरीकों का उपयोग करके संक्षारण व्यवहार का लक्षण वर्णन किया गया था।पता लगाए गए मुख्य रूपात्मक चरण एसिकुलर फेराइट, बरकरार ऑस्टेनाइट और डब्लूएम में मार्टेंसिटिक-बैनिटिक संरचना हैं।वे HAZ में कम आम हैं।पीएम, वीएम और एचएजेड में महत्वपूर्ण रूप से अलग-अलग विद्युत रासायनिक व्यवहार और संक्षारण दरें पाई गईं।
इस परियोजना में शामिल कार्य का उद्देश्य सबमर्सिबल पंपों की विद्युत दक्षता में सुधार करना है।पंप उद्योग पर इस दिशा में आगे बढ़ने की मांग हाल ही में यूरोपीय संघ के नए कानून की शुरूआत के साथ बढ़ी है, जिसके लिए पूरे उद्योग को दक्षता के नए और उच्च स्तर प्राप्त करने की आवश्यकता है।यह पेपर पंप सोलनॉइड क्षेत्र को ठंडा करने के लिए कूलिंग जैकेट के उपयोग का विश्लेषण करता है और डिजाइन में सुधार का प्रस्ताव करता है।विशेष रूप से, ऑपरेटिंग पंपों के कूलिंग जैकेट में द्रव प्रवाह और गर्मी हस्तांतरण की विशेषता होती है।जैकेट डिज़ाइन में सुधार पंप मोटर क्षेत्र में बेहतर गर्मी हस्तांतरण प्रदान करेगा जिसके परिणामस्वरूप प्रेरित ड्रैग को कम करते हुए पंप दक्षता में सुधार होगा।इस कार्य के लिए, मौजूदा 250 m3 परीक्षण टैंक में एक ड्राई पिट माउंटेड पंप परीक्षण प्रणाली जोड़ी गई थी।यह प्रवाह क्षेत्र की हाई-स्पीड कैमरा ट्रैकिंग और पंप आवरण की थर्मल छवि की अनुमति देता है।सीएफडी विश्लेषण द्वारा मान्य प्रवाह क्षेत्र ऑपरेटिंग तापमान को यथासंभव कम रखने के लिए वैकल्पिक डिजाइनों के प्रयोग, परीक्षण और तुलना की अनुमति देता है।M60-4 पोल पंप का मूल डिज़ाइन अधिकतम बाहरी पंप आवरण तापमान 45°C और अधिकतम स्टेटर तापमान 90°C सहन करता है।विभिन्न मॉडल डिज़ाइनों के विश्लेषण से पता चलता है कि कौन से डिज़ाइन अधिक कुशल प्रणालियों के लिए अधिक उपयोगी हैं और जिनका उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।विशेष रूप से, एकीकृत कूलिंग कॉइल के डिज़ाइन में मूल डिज़ाइन की तुलना में कोई सुधार नहीं है।प्ररित करनेवाला ब्लेड की संख्या चार से बढ़ाकर आठ करने से आवरण पर मापा गया ऑपरेटिंग तापमान सात डिग्री सेल्सियस कम हो गया।
धातु प्रसंस्करण में उच्च शक्ति घनत्व और कम एक्सपोज़र समय के संयोजन से सतह की सूक्ष्म संरचना में परिवर्तन होता है।लेजर प्रक्रिया मापदंडों और शीतलन दर का इष्टतम संयोजन प्राप्त करना अनाज की संरचना को बदलने और सामग्री की सतह पर जनजातीय गुणों में सुधार करने के लिए महत्वपूर्ण है।इस अध्ययन का मुख्य लक्ष्य व्यावसायिक रूप से उपलब्ध धात्विक बायोमटेरियल्स के जनजातीय गुणों पर तेज स्पंदित लेजर प्रसंस्करण के प्रभाव की जांच करना था।यह कार्य स्टेनलेस स्टील AISI 316L और Ti-6Al-4V के लेजर सतह संशोधन के लिए समर्पित है।विभिन्न लेजर प्रक्रिया मापदंडों और परिणामी सतह माइक्रोस्ट्रक्चर और आकृति विज्ञान के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए 1.5 किलोवाट स्पंदित CO2 लेजर का उपयोग किया गया था।लेज़र विकिरण दिशा के लंबवत घुमाए गए एक बेलनाकार नमूने का उपयोग करके, लेज़र विकिरण की तीव्रता, एक्सपोज़र समय, ऊर्जा प्रवाह घनत्व और पल्स चौड़ाई को अलग-अलग किया गया।एसईएम, ईडीएक्स, सुई खुरदरापन माप और एक्सआरडी विश्लेषण का उपयोग करके लक्षण वर्णन किया गया था।प्रायोगिक प्रक्रिया के प्रारंभिक मापदंडों को निर्धारित करने के लिए एक सतह तापमान पूर्वानुमान मॉडल भी लागू किया गया था।पिघले हुए स्टील की सतह के लेजर उपचार के लिए कई विशिष्ट मापदंडों को निर्धारित करने के लिए प्रक्रिया मानचित्रण किया गया था।रोशनी, एक्सपोज़र समय, प्रसंस्करण गहराई और संसाधित नमूने की खुरदरापन के बीच एक मजबूत संबंध है।माइक्रोस्ट्रक्चरल परिवर्तनों की बढ़ी हुई गहराई और खुरदरापन उच्च एक्सपोज़र स्तर और एक्सपोज़र समय से जुड़े थे।उपचारित क्षेत्र की खुरदरापन और गहराई का विश्लेषण करके, सतह पर होने वाले पिघलने की डिग्री का अनुमान लगाने के लिए ऊर्जा प्रवाह और सतह तापमान मॉडल का उपयोग किया जाता है।जैसे-जैसे लेज़र बीम का इंटरेक्शन समय बढ़ता है, विभिन्न अध्ययनित पल्स ऊर्जा स्तरों के लिए स्टील की सतह का खुरदरापन बढ़ता है।जबकि सतह संरचना को क्रिस्टल के सामान्य संरेखण को बनाए रखने के लिए देखा गया था, लेजर उपचारित क्षेत्रों में अनाज अभिविन्यास में परिवर्तन देखा गया था।
ऊतक तनाव व्यवहार का विश्लेषण और लक्षण वर्णन और मचान डिजाइन के लिए इसके निहितार्थ
इस परियोजना में, कई अलग-अलग मचान ज्यामिति विकसित की गईं और हड्डी की संरचना के यांत्रिक गुणों, ऊतक विकास में उनकी भूमिका और मचान में तनाव और तनाव के अधिकतम वितरण को समझने के लिए परिमित तत्व विश्लेषण किया गया।सीएडी के साथ डिजाइन किए गए मचान संरचनाओं के अलावा ट्रैब्युलर हड्डी के नमूनों की गणना टोमोग्राफी (सीटी) स्कैन एकत्र किए गए थे।ये डिज़ाइन आपको प्रोटोटाइप बनाने और परीक्षण करने के साथ-साथ इन डिज़ाइनों का FEM निष्पादित करने की अनुमति देते हैं।माइक्रोडिफ़ॉर्मेशन के यांत्रिक माप ऊरु सिर की हड्डी के गढ़े हुए मचानों और ट्रैब्युलर नमूनों पर किए गए थे और इन परिणामों की तुलना समान संरचनाओं के लिए एफईए द्वारा प्राप्त परिणामों से की गई थी।ऐसा माना जाता है कि यांत्रिक गुण डिज़ाइन किए गए छिद्र आकार (संरचना), छिद्र आकार (120, 340 और 600 µm) और लोडिंग स्थितियों (लोडिंग ब्लॉक के साथ या बिना) पर निर्भर करते हैं।तनाव वितरण पर उनके प्रभाव का व्यापक अध्ययन करने के लिए 8 मिमी3, 22.7 मिमी3 और 1000 मिमी3 के छिद्रपूर्ण ढांचे के लिए इन मापदंडों में परिवर्तन की जांच की गई।प्रयोगों और सिमुलेशन के नतीजे बताते हैं कि संरचना का ज्यामितीय डिजाइन तनाव के वितरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और हड्डी पुनर्जनन में सुधार के लिए ढांचे के डिजाइन की महान क्षमता को उजागर करता है।आम तौर पर, समग्र अधिकतम तनाव स्तर को निर्धारित करने में छिद्र का आकार सरंध्रता स्तर से अधिक महत्वपूर्ण होता है।हालाँकि, पाड़ संरचनाओं की ऑस्टियोकंडक्टिविटी निर्धारित करने में सरंध्रता का स्तर भी महत्वपूर्ण है।जैसे-जैसे सरंध्रता स्तर 30% से 70% तक बढ़ता है, उसी छिद्र आकार के लिए अधिकतम तनाव मान काफी बढ़ जाता है।
निर्माण विधि के लिए मचान के छिद्र का आकार भी महत्वपूर्ण है।रैपिड प्रोटोटाइपिंग के सभी आधुनिक तरीकों की कुछ सीमाएँ हैं।जबकि पारंपरिक निर्माण अधिक बहुमुखी है, अधिक जटिल और छोटे डिज़ाइन बनाना अक्सर असंभव होता है।इनमें से अधिकांश प्रौद्योगिकियाँ वर्तमान में 500 µm से नीचे स्थायी रूप से छिद्र उत्पन्न करने में नाममात्र रूप से असमर्थ हैं।इस प्रकार, इस कार्य में 600 µm के छिद्र आकार वाले परिणाम वर्तमान तीव्र विनिर्माण प्रौद्योगिकियों की उत्पादन क्षमताओं के लिए सबसे अधिक प्रासंगिक हैं।प्रस्तुत हेक्सागोनल संरचना, हालांकि केवल एक दिशा में मानी जाती है, घन और त्रिकोण पर आधारित संरचनाओं की तुलना में सबसे अनिसोट्रोपिक संरचना होगी।हेक्सागोनल संरचनाओं की तुलना में घन और त्रिकोणीय संरचनाएं अपेक्षाकृत आइसोट्रोपिक हैं।डिज़ाइन किए गए मचान की ऑस्टियोकंडक्टिविटी पर विचार करते समय अनिसोट्रॉपी महत्वपूर्ण है।तनाव वितरण और एपर्चर स्थान रीमॉडलिंग प्रक्रिया को प्रभावित करते हैं, और विभिन्न लोडिंग स्थितियाँ अधिकतम तनाव मान और उसके स्थान को बदल सकती हैं।प्रमुख लोडिंग दिशा को छिद्र आकार और वितरण को बढ़ावा देना चाहिए ताकि कोशिकाएं बड़े छिद्रों में विकसित हो सकें और पोषक तत्व और निर्माण सामग्री प्रदान कर सकें।स्तंभों के क्रॉस सेक्शन में तनाव के वितरण की जांच करके इस कार्य का एक और दिलचस्प निष्कर्ष यह है कि केंद्र की तुलना में स्तंभों की सतह पर उच्च तनाव मान दर्ज किए जाते हैं।इस कार्य में, यह दिखाया गया कि छिद्र का आकार, सरंध्रता स्तर और लोडिंग विधि संरचना में अनुभव किए गए तनाव के स्तर से निकटता से संबंधित हैं।ये निष्कर्ष स्ट्रट संरचनाएं बनाने की संभावना को प्रदर्शित करते हैं जिसमें स्ट्रट सतह पर तनाव का स्तर काफी हद तक भिन्न हो सकता है, जो सेल लगाव और विकास को बढ़ावा दे सकता है।
सिंथेटिक हड्डी स्थानापन्न मचान व्यक्तिगत रूप से संपत्तियों को तैयार करने, सीमित दाता उपलब्धता को दूर करने और ऑसियोइंटीग्रेशन में सुधार करने का अवसर प्रदान करते हैं।बोन इंजीनियरिंग का लक्ष्य उच्च गुणवत्ता वाले ग्राफ्ट प्रदान करके इन मुद्दों का समाधान करना है जिनकी बड़ी मात्रा में आपूर्ति की जा सकती है।इन अनुप्रयोगों में, आंतरिक और बाहरी दोनों मचान ज्यामिति का बहुत महत्व है, क्योंकि उनका यांत्रिक गुणों, पारगम्यता और सेल प्रसार पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।रैपिड प्रोटोटाइप तकनीक उच्च परिशुद्धता के साथ निर्मित, दी गई और अनुकूलित ज्यामिति के साथ गैर-मानक सामग्रियों के उपयोग की अनुमति देती है।यह पेपर बायोकंपैटिबल कैल्शियम फॉस्फेट सामग्री का उपयोग करके कंकाल मचानों की जटिल ज्यामिति बनाने के लिए 3डी प्रिंटिंग तकनीकों की क्षमता का पता लगाता है।मालिकाना सामग्री के प्रारंभिक अध्ययन से पता चलता है कि अनुमानित दिशात्मक यांत्रिक व्यवहार प्राप्त किया जा सकता है।निर्मित नमूनों के दिशात्मक यांत्रिक गुणों के वास्तविक माप ने परिमित तत्व विश्लेषण (एफईएम) के परिणामों के समान रुझान दिखाया।यह कार्य बायोकम्पैटिबल कैल्शियम फॉस्फेट सीमेंट से टिशू इंजीनियरिंग ज्योमेट्री मचान बनाने के लिए 3डी प्रिंटिंग की व्यवहार्यता को भी प्रदर्शित करता है।कैल्शियम हाइड्रोजन फॉस्फेट और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के एक सजातीय मिश्रण से युक्त पाउडर परत पर डिसोडियम हाइड्रोजन फॉस्फेट के जलीय घोल के साथ मुद्रण करके ढांचे बनाए गए थे।गीले रासायनिक जमाव की प्रतिक्रिया 3डी प्रिंटर के पाउडर बेड में होती है।निर्मित कैल्शियम फॉस्फेट सीमेंट (सीपीसी) के वॉल्यूमेट्रिक संपीड़न के यांत्रिक गुणों को मापने के लिए ठोस नमूने बनाए गए थे।इस प्रकार उत्पादित भागों में लोच का औसत मापांक 3.59 एमपीए और औसत संपीड़न शक्ति 0.147 एमपीए थी।सिंटरिंग से संपीड़न गुणों (ई = 9.15 एमपीए, σटी = 0.483 एमपीए) में उल्लेखनीय वृद्धि होती है, लेकिन सामग्री का विशिष्ट सतह क्षेत्र कम हो जाता है।सिंटरिंग के परिणामस्वरूप, कैल्शियम फॉस्फेट सीमेंट β-ट्राईकैल्शियम फॉस्फेट (β-टीसीपी) और हाइड्रॉक्सीपैटाइट (एचए) में विघटित हो जाता है, जिसकी पुष्टि थर्मोग्रैविमेट्रिक और डिफरेंशियल थर्मल विश्लेषण (टीजीए/डीटीए) और एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण के आंकड़ों से होती है। एक्सआरडी)।गुण अत्यधिक लोड वाले प्रत्यारोपणों के लिए अपर्याप्त हैं, जहां आवश्यक ताकत 1.5 से 150 एमपीए तक है, और संपीड़न कठोरता 10 एमपीए से अधिक है।हालाँकि, आगे की पोस्ट-प्रोसेसिंग, जैसे कि बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर के साथ घुसपैठ, इन संरचनाओं को स्टेंट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बना सकती है।
उद्देश्य: मृदा यांत्रिकी में अनुसंधान से पता चला है कि समुच्चय पर लागू कंपन के परिणामस्वरूप अधिक कुशल कण संरेखण होता है और समुच्चय पर कार्य करने के लिए आवश्यक ऊर्जा में कमी आती है।हमारा लक्ष्य हड्डी के टकराव की प्रक्रिया पर कंपन के प्रभाव के लिए एक विधि विकसित करना और प्रभावित ग्राफ्ट के यांत्रिक गुणों पर इसके प्रभाव का मूल्यांकन करना था।
चरण 1: नोविओमेगस हड्डी मिल का उपयोग करके गोजातीय फीमर के 80 सिरों की मिलिंग।फिर ग्राफ्टों को एक छलनी ट्रे पर स्पंदित खारा धुलाई प्रणाली का उपयोग करके धोया गया।एक वाइब्रो-इम्पैक्ट डिवाइस विकसित किया गया था, जो एक धातु सिलेंडर के अंदर तय किए गए विलक्षण भार के साथ दो 15 वी डीसी मोटरों से सुसज्जित था।किसी हड्डी से टकराने की प्रक्रिया को पुन: उत्पन्न करने के लिए एक निश्चित ऊंचाई से उस पर 72 बार वजन फेंकें।कंपन कक्ष में स्थापित एक्सेलेरोमीटर से मापी गई कंपन आवृत्ति रेंज का परीक्षण किया गया।तनाव-विकृति वक्रों की एक श्रृंखला प्राप्त करने के लिए प्रत्येक कतरनी परीक्षण को चार अलग-अलग सामान्य भारों पर दोहराया गया था।प्रत्येक परीक्षण के लिए मोहर-कूलम्ब विफलता लिफ़ाफ़े का निर्माण किया गया था, जिससे कतरनी ताकत और अवरोधन मान प्राप्त किए गए थे।
चरण 2: सर्जिकल सेटिंग्स में सामने आए समृद्ध वातावरण को दोहराने के लिए रक्त जोड़कर प्रयोग को दोहराएं।
चरण 1: कंपन की सभी आवृत्तियों पर बढ़े हुए कंपन वाले ग्राफ्ट ने कंपन के बिना प्रभाव की तुलना में उच्च कतरनी ताकत दिखाई।60 हर्ट्ज़ पर कंपन का प्रभाव सबसे अधिक था और यह महत्वपूर्ण था।
चरण 2: संतृप्त समुच्चय में अतिरिक्त कंपन प्रभाव के साथ ग्राफ्टिंग ने कंपन के बिना प्रभाव की तुलना में सभी सामान्य संपीड़न भार के लिए कम कतरनी ताकत दिखाई।
निष्कर्ष: सिविल इंजीनियरिंग के सिद्धांत प्रत्यारोपित हड्डी के प्रत्यारोपण पर लागू होते हैं।शुष्क समुच्चय में, कंपन जोड़ने से प्रभाव कणों के यांत्रिक गुणों में सुधार हो सकता है।हमारे सिस्टम में, इष्टतम कंपन आवृत्ति 60 हर्ट्ज है।संतृप्त समुच्चय में, कंपन में वृद्धि समुच्चय की कतरनी शक्ति पर प्रतिकूल प्रभाव डालती है।इसे द्रवीकरण प्रक्रिया द्वारा समझाया जा सकता है।
इस कार्य का उद्देश्य एक ऐसी प्रणाली का डिज़ाइन, निर्माण और परीक्षण करना था जो इन परिवर्तनों पर प्रतिक्रिया करने की उनकी क्षमता का आकलन करने के लिए उस पर खड़े विषयों को परेशान कर सके।यह उस सतह को तेजी से झुकाकर किया जा सकता है जिस पर व्यक्ति खड़ा है और फिर उसे क्षैतिज स्थिति में लौटा दिया जाए।इससे यह निर्धारित करना संभव है कि क्या विषय संतुलन की स्थिति बनाए रखने में सक्षम थे और इस संतुलन की स्थिति को बहाल करने में उन्हें कितना समय लगा।संतुलन की यह स्थिति विषय के मुद्रा संबंधी प्रभाव को मापकर निर्धारित की जाएगी।परीक्षण के दौरान उनका बोलबाला कितना था, यह निर्धारित करने के लिए उनके प्राकृतिक आसन के प्रभाव को पैर के दबाव प्रोफ़ाइल पैनल से मापा गया था।यह प्रणाली वर्तमान में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध की तुलना में अधिक बहुमुखी और किफायती होने के लिए डिज़ाइन की गई है, क्योंकि ये मशीनें अनुसंधान के लिए महत्वपूर्ण हैं, लेकिन वर्तमान में उनकी उच्च लागत के कारण इनका व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।इस आलेख में प्रस्तुत नव विकसित प्रणाली का उपयोग 100 किलोग्राम तक वजन वाली परीक्षण वस्तुओं को स्थानांतरित करने के लिए किया गया है।
इस कार्य में, छात्रों के लिए सीखने की प्रक्रिया को बेहतर बनाने के लिए इंजीनियरिंग और भौतिक विज्ञान में छह प्रयोगशाला प्रयोग डिजाइन किए गए थे।यह इन प्रयोगों के लिए आभासी उपकरणों को स्थापित करने और बनाने के द्वारा प्राप्त किया जाता है।आभासी उपकरणों के उपयोग की तुलना सीधे पारंपरिक प्रयोगशाला शिक्षण विधियों से की जाती है, और दोनों दृष्टिकोणों के विकास के आधार पर चर्चा की जाती है।इस कार्य से संबंधित समान परियोजनाओं में कंप्यूटर-सहायता प्राप्त शिक्षण (सीबीएल) का उपयोग करने वाले पिछले कार्य का उपयोग आभासी उपकरणों के कुछ लाभों का मूल्यांकन करने के लिए किया गया है, विशेष रूप से छात्रों की बढ़ती रुचि, स्मृति प्रतिधारण, समझ और अंततः प्रयोगशाला रिपोर्टिंग से संबंधित।.संबंधित लाभ.इस अध्ययन में चर्चा किया गया आभासी प्रयोग पारंपरिक शैली प्रयोग का एक संशोधित संस्करण है और इस प्रकार पारंपरिक शैली प्रयोगशाला के साथ नई सीबीएल तकनीक की सीधी तुलना प्रदान करता है।प्रयोग के दोनों संस्करणों के बीच कोई वैचारिक अंतर नहीं है, अंतर केवल इसे प्रस्तुत करने के तरीके में है।इन सीबीएल विधियों की प्रभावशीलता का आकलन पारंपरिक प्रायोगिक मोड का प्रदर्शन करने वाले उसी कक्षा के अन्य छात्रों की तुलना में आभासी उपकरण का उपयोग करने वाले छात्रों के प्रदर्शन को देखकर किया गया था।सभी छात्रों का मूल्यांकन उनके प्रयोगों और प्रश्नावली से संबंधित रिपोर्ट, बहुविकल्पीय प्रश्न प्रस्तुत करके किया जाता है।इस अध्ययन के परिणामों की तुलना सीबीएल के क्षेत्र में अन्य संबंधित अध्ययनों से भी की गई।
पोस्ट करने का समय: फरवरी-19-2023