Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk mengembangkan proses pemrosesan laser otomatis dengan akurasi dimensi tinggi dan biaya proses yang telah ditentukan.Pekerjaan ini mencakup analisis model prediksi ukuran dan biaya untuk fabrikasi laser saluran mikro Nd:YVO4 internal di PMMA dan pemrosesan laser internal polikarbonat untuk pembuatan perangkat mikrofluida.Untuk mencapai tujuan proyek ini, ANN dan DoE membandingkan ukuran dan biaya sistem laser CO2 dan Nd:YVO4.Implementasi lengkap kontrol umpan balik dengan akurasi submikron posisi linier dengan umpan balik dari encoder diterapkan.Secara khusus, otomatisasi radiasi laser dan penentuan posisi sampel dikendalikan oleh FPGA.Pengetahuan mendalam tentang prosedur pengoperasian sistem dan perangkat lunak Nd:YVO4 memungkinkan unit kontrol diganti dengan Pengontrol Otomasi yang Dapat Diprogram (PAC) Compact-Rio, yang dicapai dalam langkah Pemosisian 3D Umpan Balik Resolusi Tinggi dari Encoder Submikron Kontrol Kode LabVIEW .Otomatisasi penuh dari proses ini dalam kode LabVIEW sedang dalam pengembangan.Pekerjaan saat ini dan masa depan mencakup pengukuran akurasi dimensi, presisi dan reproduktifitas sistem desain, dan optimalisasi terkait geometri saluran mikro untuk mikrofluida dan fabrikasi perangkat-on-a-chip laboratorium untuk aplikasi kimia/analitis dan ilmu pemisahan.
Banyak aplikasi komponen logam semi-keras (SSM) yang dicetak memerlukan sifat mekanik yang sangat baik.Sifat mekanis yang luar biasa seperti ketahanan aus, kekuatan tinggi, dan kekakuan bergantung pada fitur struktur mikro yang diciptakan oleh ukuran butiran sangat halus.Ukuran butir ini biasanya bergantung pada kemampuan proses SSM yang optimal.Namun, pengecoran SSM sering kali mengandung sisa porositas, yang sangat merugikan kinerja.Dalam makalah ini, proses penting pencetakan logam semi-keras untuk mendapatkan komponen berkualitas lebih tinggi akan dieksplorasi.Bagian-bagian ini seharusnya mengurangi porositas dan meningkatkan karakteristik mikrostruktur, termasuk ukuran butir yang sangat halus dan distribusi endapan pengerasan yang seragam dan komposisi unsur mikro paduan.Secara khusus, pengaruh metode pretreatment waktu-suhu terhadap pengembangan struktur mikro yang diinginkan akan dianalisis.Sifat-sifat yang dihasilkan dari peningkatan massa, seperti peningkatan kekuatan, kekerasan dan kekakuan, akan diselidiki.
Karya ini merupakan studi modifikasi laser pada permukaan baja perkakas H13 menggunakan mode pemrosesan laser berdenyut.Rencana screening eksperimental awal yang dilakukan menghasilkan rencana detail yang lebih optimal.Laser karbon dioksida (CO2) dengan panjang gelombang 10,6 µm digunakan.Dalam rencana percobaan penelitian, bintik laser dengan tiga ukuran berbeda digunakan: diameter 0,4, 0,2, dan 0,09 mm.Parameter lain yang dapat dikontrol adalah daya puncak laser, laju pengulangan pulsa, dan tumpang tindih pulsa.Gas argon pada tekanan 0,1 MPa secara konstan membantu pemrosesan laser.Sampel H13 dibuat kasar dan dietsa secara kimia sebelum diproses untuk meningkatkan serapan permukaan pada panjang gelombang laser CO2.Sampel yang diberi perlakuan laser disiapkan untuk studi metalografi dan sifat fisik dan mekaniknya dikarakterisasi.Studi metalografi dan analisis komposisi kimia dilakukan dengan menggunakan pemindaian mikroskop elektron yang dikombinasikan dengan spektrometri sinar-X dispersif energi.Deteksi kristalinitas dan fasa permukaan yang dimodifikasi dilakukan menggunakan sistem XRD dengan radiasi Cu Kα dan panjang gelombang 1,54 Å.Profil permukaan diukur menggunakan sistem profil stylus.Sifat kekerasan permukaan yang dimodifikasi diukur dengan lekukan mikro berlian Vickers.Pengaruh kekasaran permukaan pada sifat kelelahan permukaan yang dimodifikasi dipelajari dengan menggunakan sistem kelelahan termal yang diproduksi khusus.Telah diamati bahwa dimungkinkan untuk memperoleh butiran permukaan yang dimodifikasi dengan ukuran ultrahalus kurang dari 500 nm.Peningkatan kedalaman permukaan dalam kisaran 35 hingga 150 µm dicapai pada sampel H13 yang diberi perlakuan laser.Kristalinitas permukaan H13 yang dimodifikasi berkurang secara signifikan, yang dikaitkan dengan distribusi kristalit yang acak setelah perawatan laser.Kekasaran permukaan rata-rata minimum terkoreksi H13 Ra adalah 1,9 µm.Penemuan penting lainnya adalah kekerasan permukaan H13 yang dimodifikasi berkisar antara 728 hingga 905 HV0.1 pada pengaturan laser yang berbeda.Hubungan antara hasil simulasi termal (laju pemanasan dan pendinginan) dan hasil kekerasan dibuat untuk lebih memahami pengaruh parameter laser.Hasil ini penting untuk pengembangan metode pengerasan permukaan guna meningkatkan ketahanan aus dan lapisan pelindung panas.
Sifat dampak parametrik bola olahraga padat untuk mengembangkan inti khas untuk sliotar GAA
Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengkarakterisasi perilaku dinamis inti sliotar saat terkena dampak.Karakteristik viskoelastik bola dilakukan untuk berbagai kecepatan tumbukan.Bola polimer modern sensitif terhadap laju regangan, sedangkan bola multi-komponen tradisional bergantung pada regangan.Respon viskoelastik nonlinier ditentukan oleh dua nilai kekakuan: kekakuan awal dan kekakuan curah.Bola tradisional 2,5 kali lebih kaku dibandingkan bola modern, bergantung pada kecepatan.Laju peningkatan kekakuan bola konvensional yang lebih cepat menghasilkan COR versus kecepatan yang lebih non-linier dibandingkan dengan bola modern.Hasil kekakuan dinamis menunjukkan keterbatasan penerapan uji kuasi-statis dan persamaan teori pegas.Analisis terhadap perilaku deformasi bola menunjukkan bahwa perpindahan pusat gravitasi dan kompresi diametris tidak konsisten untuk semua jenis bola.Melalui eksperimen pembuatan prototipe yang ekstensif, pengaruh kondisi manufaktur terhadap kinerja bola diselidiki.Parameter produksi suhu, tekanan dan komposisi material bervariasi untuk menghasilkan berbagai macam bola.Kekerasan polimer mempengaruhi kekakuan tetapi tidak pada disipasi energi, meningkatkan kekakuan akan meningkatkan kekakuan bola.Aditif nukleasi mempengaruhi reaktivitas bola, peningkatan jumlah aditif menyebabkan penurunan reaktivitas bola, namun efek ini sensitif terhadap kadar polimer.Analisis numerik dilakukan dengan menggunakan tiga model matematika untuk mensimulasikan respon bola terhadap benturan.Model pertama terbukti mampu mereproduksi perilaku bola hanya sampai batas tertentu, meskipun sebelumnya telah berhasil digunakan pada jenis bola lain.Model kedua menunjukkan representasi respons tumbukan bola yang masuk akal yang secara umum dapat diterapkan pada semua jenis bola yang diuji, namun akurasi prediksi respons gaya-perpindahan tidak setinggi yang diperlukan untuk penerapan skala besar.Model ketiga menunjukkan akurasi yang jauh lebih baik saat mensimulasikan respons bola.Nilai gaya yang dihasilkan model untuk model ini 95% konsisten dengan data eksperimen.
Pekerjaan ini mencapai dua tujuan utama.Salah satunya adalah desain dan pembuatan viskometer kapiler suhu tinggi, dan yang kedua adalah simulasi aliran logam semi padat untuk membantu desain dan menyediakan data untuk tujuan perbandingan.Viskometer kapiler suhu tinggi dibuat dan digunakan untuk pengujian awal.Perangkat ini akan digunakan untuk mengukur viskositas logam semi-keras dalam kondisi suhu tinggi dan laju geser yang serupa dengan yang digunakan di industri.Viskometer kapiler adalah sistem titik tunggal yang dapat menghitung viskositas dengan mengukur aliran dan penurunan tekanan melintasi kapiler, karena viskositas berbanding lurus dengan penurunan tekanan dan berbanding terbalik dengan aliran.Kriteria desain mencakup persyaratan suhu terkontrol dengan baik hingga 800ºC, laju geser injeksi di atas 10.000 s-1, dan profil injeksi terkontrol.Model teoritis dua dimensi yang bergantung pada waktu dan dua fase dikembangkan menggunakan perangkat lunak FLUENT untuk dinamika fluida komputasi (CFD).Ini telah digunakan untuk mengevaluasi viskositas logam semi-padat ketika melewati viskometer kapiler yang dirancang pada kecepatan injeksi 0,075, 0,5 dan 1 m/s.Pengaruh fraksi padatan logam (fs) dari 0,25 hingga 0,50 juga diselidiki.Untuk persamaan viskositas hukum pangkat yang digunakan untuk mengembangkan model Fluent, terdapat korelasi yang kuat antara parameter ini dan viskositas yang dihasilkan.
Makalah ini menyelidiki pengaruh parameter proses terhadap produksi komposit matriks logam Al-SiC (MMC) dalam proses pengomposan batch.Parameter proses yang diteliti meliputi kecepatan pengaduk, waktu pengaduk, geometri pengaduk, posisi pengaduk, suhu cairan logam (viskositas).Simulasi visual dilakukan pada suhu kamar (25±C), simulasi komputer dan uji verifikasi untuk produksi MMC Al-SiC.Dalam simulasi visual dan komputer, air dan gliserin/air masing-masing digunakan untuk merepresentasikan aluminium cair dan semi padat.Pengaruh viskositas 1, 300, 500, 800, dan 1000 mPa s dan laju pengadukan 50, 100, 150, 200, 250, dan 300 rpm diselidiki.10 gulungan per potong.% partikel SiC yang diperkuat, serupa dengan yang digunakan dalam aluminium MMK, digunakan dalam uji visualisasi dan komputasi.Tes pencitraan dilakukan dalam gelas kimia bening.Simulasi komputasi dilakukan menggunakan Fluent (program CFD) dan paket MixSim opsional.Ini termasuk simulasi rute produksi multifase 2D yang bergantung pada waktu dan simetris menggunakan model Euler (granular).Ketergantungan waktu dispersi partikel, waktu pengendapan dan tinggi pusaran pada geometri pencampuran dan kecepatan putaran pengaduk telah diketahui.Untuk pengaduk dengan dayung °at, sudut dayung 60 derajat terbukti lebih cocok untuk mendapatkan dispersi partikel yang seragam dengan cepat.Dari hasil pengujian tersebut diketahui bahwa untuk memperoleh distribusi SiC yang merata, kecepatan pengadukan adalah 150 rpm untuk sistem air-SiC dan 300 rpm untuk sistem gliserol/air-SiC.Ditemukan bahwa peningkatan viskositas dari 1 mPa·s (untuk logam cair) menjadi 300 mPa·s (untuk logam semi-padat) berdampak besar pada waktu dispersi dan deposisi SiC.Namun, peningkatan lebih lanjut dari 300 mPa·s menjadi 1000 mPa·s tidak banyak berpengaruh pada saat ini.Bagian penting dari pekerjaan ini mencakup desain, konstruksi, dan validasi mesin pengecoran pengerasan cepat khusus untuk metode perlakuan suhu tinggi ini.Mesin tersebut terdiri dari pengaduk dengan empat bilah datar dengan sudut 60 derajat dan wadah dalam ruang tungku dengan pemanas resistif.Instalasinya mencakup aktuator yang dengan cepat memadamkan campuran yang diproses.Peralatan ini digunakan untuk produksi material komposit Al-SiC.Secara umum, kesesuaian yang baik ditemukan antara visualisasi, perhitungan dan hasil uji eksperimen.
Ada banyak teknik rapid prototyping (RP) berbeda yang telah dikembangkan untuk penggunaan skala besar terutama dalam dekade terakhir.Sistem pembuatan prototipe cepat yang tersedia secara komersial saat ini menggunakan berbagai teknologi menggunakan kertas, lilin, resin pengawet ringan, polimer, dan bubuk logam baru.Proyek ini mencakup metode pembuatan prototipe cepat, Fused Deposition Modeling, yang pertama kali dikomersialkan pada tahun 1991. Dalam karya ini, versi baru dari sistem pemodelan dengan permukaan menggunakan lilin dikembangkan dan digunakan.Proyek ini menjelaskan desain dasar sistem dan metode pengendapan lilin.Mesin FDM membuat komponen dengan mengekstrusi material semi-cair ke platform dengan pola yang telah ditentukan melalui nozel yang dipanaskan.Nosel ekstrusi dipasang pada meja XY yang dikendalikan oleh sistem komputer.Dikombinasikan dengan kontrol otomatis mekanisme pendorong dan posisi penyimpan, dihasilkan model yang akurat.Lapisan lilin tunggal ditumpuk di atas satu sama lain untuk membuat objek 2D dan 3D.Sifat lilin juga telah dianalisis untuk mengoptimalkan proses produksi model.Ini termasuk suhu transisi fase lilin, viskositas lilin, dan bentuk tetesan lilin selama pemrosesan.
Selama lima tahun terakhir, tim peneliti di City University Dublin Division Science Cluster telah mengembangkan dua proses pemesinan mikro laser yang dapat membuat saluran dan voxel dengan resolusi skala mikron yang dapat direproduksi.Fokus dari pekerjaan ini adalah pada penggunaan bahan khusus untuk mengisolasi biomolekul target.Pekerjaan awal menunjukkan bahwa morfologi baru pencampuran kapiler dan saluran permukaan dapat diciptakan untuk meningkatkan kemampuan pemisahan.Pekerjaan ini akan fokus pada penerapan alat pemesinan mikro yang tersedia untuk merancang geometri permukaan dan saluran yang akan memberikan peningkatan pemisahan dan karakterisasi sistem biologis.Penerapan sistem ini akan mengikuti pendekatan lab-on-a-chip untuk tujuan biodiagnostik.Perangkat yang dibuat menggunakan teknologi canggih ini akan digunakan di laboratorium mikrofluida proyek dalam sebuah chip.Tujuan dari proyek ini adalah untuk menggunakan desain eksperimental, optimasi, dan teknik simulasi untuk memberikan hubungan langsung antara parameter pemrosesan laser dan karakteristik saluran skala mikro dan nano, dan untuk menggunakan informasi ini untuk meningkatkan saluran pemisahan dalam teknologi mikro ini.Hasil spesifik dari pekerjaan ini meliputi: desain saluran dan morfologi permukaan untuk meningkatkan ilmu pemisahan;tahap pemompaan dan ekstraksi monolitik dalam chip terintegrasi;pemisahan biomolekul target yang dipilih dan diekstraksi pada chip terintegrasi.
Pembuatan dan kontrol gradien suhu temporal dan profil longitudinal sepanjang kolom LC kapiler menggunakan susunan Peltier dan termografi inframerah
Platform kontak langsung baru untuk kontrol suhu kolom kapiler yang akurat telah dikembangkan berdasarkan penggunaan sel Peltier termoelektrik yang dikontrol secara individual dan dikontrol secara individual.Platform ini menyediakan kontrol suhu cepat untuk kolom kapiler dan mikro LC dan memungkinkan pemrograman suhu temporal dan spasial secara simultan.Platform ini beroperasi pada kisaran suhu 15 hingga 200°C dengan laju ramp sekitar 400°C/menit untuk masing-masing dari 10 sel Peltier yang selaras.Sistem ini telah dievaluasi untuk beberapa mode pengukuran berbasis kapiler non-standar, seperti penerapan langsung gradien suhu dengan profil linier dan non-linier, termasuk gradien suhu kolom statis dan gradien suhu temporal, gradien terkontrol suhu yang presisi, monolitik kapiler terpolimerisasi fase diam, dan pembuatan fase monolitik dalam saluran mikrofluida (pada sebuah chip).Instrumen ini dapat digunakan dengan sistem kromatografi standar dan kolom.
Pemfokusan elektrohidrodinamik dalam perangkat mikrofluida planar dua dimensi untuk prakonsentrasi analit kecil
Pekerjaan ini mencakup pemfokusan elektrohidrodinamik (EHDF) dan transfer foton untuk membantu pengembangan pra-pengayaan dan identifikasi spesies.EHDF adalah metode pemfokusan ion seimbang yang didasarkan pada keseimbangan antara gaya hidrodinamik dan listrik, di mana ion-ion yang diinginkan menjadi diam.Studi ini menyajikan metode baru menggunakan perangkat mikrofluida planar ruang datar 2D terbuka 2D alih-alih sistem saluran mikro konvensional.Perangkat tersebut dapat mengkonsentrasikan sejumlah besar zat dan relatif mudah untuk diproduksi.Studi ini menyajikan hasil simulasi yang baru dikembangkan menggunakan COMSOL Multiphysics® 3.5a.Hasil model ini dibandingkan dengan hasil eksperimen untuk menguji geometri aliran yang teridentifikasi dan area dengan konsentrasi tinggi.Model mikrofluida numerik yang dikembangkan dibandingkan dengan eksperimen yang dipublikasikan sebelumnya dan hasilnya sangat konsisten.Berdasarkan simulasi tersebut, sebuah kapal jenis baru diteliti untuk memberikan kondisi optimal untuk EHDF.Hasil eksperimen menggunakan chip mengungguli performa model.Dalam chip mikrofluida yang dibuat, mode baru diamati, yang disebut EGDP lateral, ketika zat yang diteliti difokuskan tegak lurus terhadap tegangan yang diberikan.Karena deteksi dan pencitraan merupakan aspek kunci dari sistem pra-pengayaan dan identifikasi spesies.Model numerik dan verifikasi eksperimental perambatan cahaya dan distribusi intensitas cahaya dalam sistem mikrofluida dua dimensi disajikan.Model perambatan cahaya numerik yang dikembangkan berhasil diverifikasi secara eksperimental baik dalam hal jalur cahaya sebenarnya melalui sistem dan dalam hal distribusi intensitas, yang memberikan hasil yang mungkin menarik untuk mengoptimalkan sistem fotopolimerisasi, serta untuk sistem deteksi optik. menggunakan kapiler..
Tergantung pada geometrinya, struktur mikro dapat digunakan dalam telekomunikasi, mikrofluida, mikrosensor, gudang data, pemotongan kaca, dan penandaan dekoratif.Dalam karya ini, hubungan antara pengaturan parameter sistem laser Nd:YVO4 dan CO2 serta ukuran dan morfologi struktur mikro diselidiki.Parameter yang dipelajari dari sistem laser meliputi daya P, laju pengulangan pulsa PRF, jumlah pulsa N dan laju pemindaian U. Dimensi keluaran yang diukur meliputi diameter voxel yang setara serta lebar saluran mikro, kedalaman dan kekasaran permukaan.Sistem pemesinan mikro 3D dikembangkan menggunakan laser Nd:YVO4 (2,5 W, 1,604 µm, 80 ns) untuk membuat struktur mikro di dalam spesimen polikarbonat.Voxel mikrostruktur memiliki diameter 48 hingga 181 µm.Sistem ini juga memberikan pemfokusan yang tepat dengan menggunakan tujuan mikroskop untuk membuat voxel yang lebih kecil dalam kisaran 5 hingga 10 µm dalam sampel kaca soda-kapur, silika leburan, dan safir.Laser CO2 (1,5 kW, 10,6 µm, durasi pulsa minimum 26 µs) digunakan untuk membuat saluran mikro dalam sampel gelas soda-kapur.Bentuk penampang saluran mikro sangat bervariasi antara alur v, alur u, dan lokasi ablasi superfisial.Ukuran saluran mikro juga sangat bervariasi: lebar 81 hingga 365 µm, kedalaman 3 hingga 379 µm, dan kekasaran permukaan dari 2 hingga 13 µm, tergantung pada instalasinya.Ukuran saluran mikro diperiksa berdasarkan parameter pemrosesan laser menggunakan metodologi permukaan respons (RSM) dan desain eksperimen (DOE).Hasil yang dikumpulkan digunakan untuk mempelajari pengaruh parameter proses terhadap laju ablasi volumetrik dan massa.Selain itu, model matematika proses termal telah dikembangkan untuk membantu memahami proses dan memungkinkan topologi saluran diprediksi sebelum fabrikasi sebenarnya.
Industri metrologi selalu mencari cara baru untuk mengeksplorasi dan mendigitalkan topografi permukaan secara akurat dan cepat, termasuk menghitung parameter kekasaran permukaan dan membuat point cloud (kumpulan titik tiga dimensi yang menggambarkan satu atau lebih permukaan) untuk pemodelan atau rekayasa balik.sistem ada, dan sistem optik semakin populer selama dekade terakhir, namun sebagian besar profiler optik mahal untuk dibeli dan dipelihara.Tergantung pada jenis sistemnya, profiler optik juga mungkin sulit dirancang dan kerapuhannya mungkin tidak cocok untuk sebagian besar aplikasi toko atau pabrik.Proyek ini mencakup pengembangan profiler menggunakan prinsip triangulasi optik.Sistem yang dikembangkan memiliki luas meja pemindaian 200 x 120 mm dan rentang pengukuran vertikal 5 mm.Posisi sensor laser di atas permukaan target juga dapat diatur sebesar 15 mm.Program kontrol dikembangkan untuk pemindaian otomatis pada bagian dan area permukaan yang dipilih pengguna.Sistem baru ini dicirikan oleh akurasi dimensi.Kesalahan kosinus maksimum yang diukur dari sistem adalah 0,07°.Akurasi dinamis sistem diukur pada 2 µm pada sumbu Z (tinggi) dan sekitar 10 µm pada sumbu X dan Y.Rasio ukuran antara bagian yang dipindai (koin, sekrup, ring, dan cetakan lensa fiber) bagus.Pengujian sistem juga akan dibahas, termasuk batasan profiler dan kemungkinan perbaikan sistem.
Tujuan dari proyek ini adalah untuk mengembangkan dan mengkarakterisasi sistem online optik berkecepatan tinggi baru untuk pemeriksaan cacat permukaan.Sistem kontrol didasarkan pada prinsip triangulasi optik dan menyediakan metode non-kontak untuk menentukan profil tiga dimensi permukaan difus.Komponen utama dari sistem pengembangan termasuk laser dioda, kamera CMOS CCf15, dan dua motor servo yang dikendalikan PC.Pergerakan sampel, pengambilan gambar, dan pembuatan profil permukaan 3D diprogram dalam perangkat lunak LabView.Memeriksa data yang diambil dapat difasilitasi dengan membuat program untuk rendering virtual permukaan yang dipindai 3D dan menghitung parameter kekasaran permukaan yang diperlukan.Motor servo digunakan untuk menggerakkan sampel ke arah X dan Y dengan resolusi 0,05 µm.Profiler permukaan online non-kontak yang dikembangkan dapat melakukan pemindaian cepat dan inspeksi permukaan resolusi tinggi.Sistem yang dikembangkan berhasil digunakan untuk membuat profil permukaan 2D otomatis, profil permukaan 3D dan pengukuran kekasaran permukaan pada permukaan berbagai bahan sampel.Peralatan inspeksi otomatis memiliki area pemindaian XY 12 x 12 mm.Untuk mengkarakterisasi dan mengkalibrasi sistem profil yang dikembangkan, profil permukaan yang diukur oleh sistem dibandingkan dengan permukaan yang sama yang diukur menggunakan mikroskop optik, mikroskop binokular, AFM dan Mitutoyo Surftest-402.
Persyaratan untuk kualitas produk dan bahan yang digunakan di dalamnya menjadi semakin menuntut.Solusi untuk banyak masalah jaminan kualitas visual (QA) adalah penggunaan sistem inspeksi permukaan otomatis secara real-time.Hal ini memerlukan kualitas produk yang seragam dengan throughput yang tinggi.Oleh karena itu diperlukan sistem yang 100% mampu menguji material dan permukaan secara real time.Untuk mencapai tujuan tersebut, kombinasi teknologi laser dan teknologi kendali komputer memberikan solusi yang efektif.Dalam pekerjaan ini, sistem pemindaian laser non-kontak berkecepatan tinggi, berbiaya rendah, dan presisi tinggi dikembangkan.Sistem ini mampu mengukur ketebalan benda padat buram menggunakan prinsip triangulasi optik laser.Sistem yang dikembangkan memastikan keakuratan dan reproduktifitas pengukuran pada tingkat mikrometer.
Tujuan dari proyek ini adalah untuk merancang dan mengembangkan sistem inspeksi laser untuk mendeteksi cacat permukaan dan mengevaluasi potensinya untuk aplikasi inline berkecepatan tinggi.Komponen utama sistem pendeteksi adalah modul dioda laser sebagai sumber penerangan, kamera random access CMOS sebagai unit pendeteksi, dan tahap penerjemahan XYZ.Algoritma untuk menganalisis data yang diperoleh dengan memindai berbagai permukaan sampel telah dikembangkan.Sistem kendali didasarkan pada prinsip triangulasi optik.Sinar laser ditembakkan secara miring pada permukaan sampel.Perbedaan ketinggian permukaan kemudian dianggap sebagai pergerakan horizontal titik laser di atas permukaan sampel.Hal ini memungkinkan pengukuran tinggi badan dilakukan dengan menggunakan metode triangulasi.Sistem deteksi yang dikembangkan terlebih dahulu dikalibrasi untuk mendapatkan faktor konversi yang mencerminkan hubungan antara perpindahan titik yang diukur oleh sensor dan perpindahan vertikal permukaan.Percobaan dilakukan pada permukaan bahan sampel yang berbeda: kuningan, aluminium dan baja tahan karat.Sistem yang dikembangkan mampu secara akurat menghasilkan peta topografi 3D dari kerusakan yang terjadi selama pengoperasian.Resolusi spasial sekitar 70 µm dan resolusi kedalaman 60 µm tercapai.Kinerja sistem juga diverifikasi dengan mengukur keakuratan jarak yang diukur.
Sistem pemindaian laser serat berkecepatan tinggi digunakan di lingkungan manufaktur industri otomatis untuk mendeteksi cacat permukaan.Metode yang lebih modern untuk mendeteksi cacat permukaan mencakup penggunaan serat optik untuk penerangan dan deteksi komponen.Disertasi ini mencakup desain dan pengembangan sistem optoelektronik berkecepatan tinggi baru.Dalam tulisan ini, dua sumber LED, LED (light emitting diodes) dan dioda laser, diselidiki.Deretan lima dioda pemancar dan lima fotodioda penerima terletak saling berhadapan.Pengumpulan data dikontrol dan dianalisis oleh PC menggunakan perangkat lunak LabVIEW.Sistem ini digunakan untuk mengukur dimensi cacat permukaan seperti lubang (1 mm), lubang buta (2 mm) dan takik pada berbagai material.Hasilnya menunjukkan bahwa meskipun sistem ini terutama ditujukan untuk pemindaian 2D, sistem ini juga dapat beroperasi sebagai sistem pencitraan 3D terbatas.Sistem ini juga menunjukkan bahwa semua bahan logam yang diteliti mampu memantulkan sinyal inframerah.Metode yang baru dikembangkan menggunakan susunan serat miring memungkinkan sistem mencapai resolusi yang dapat disesuaikan dengan resolusi sistem maksimum sekitar 100 µm (mengumpulkan diameter serat).Sistem ini telah berhasil digunakan untuk mengukur profil permukaan, kekasaran permukaan, ketebalan dan reflektifitas berbagai material.Aluminium, baja tahan karat, kuningan, tembaga, tuffnol, dan polikarbonat dapat diuji dengan sistem ini.Keuntungan sistem baru ini adalah deteksi lebih cepat, biaya lebih rendah, ukuran lebih kecil, resolusi lebih tinggi, dan fleksibilitas.
Rancang, bangun, dan uji sistem baru untuk mengintegrasikan dan menerapkan teknologi sensor lingkungan baru.Sangat cocok untuk aplikasi pemantauan bakteri tinja
Memodifikasi Struktur Mikro-Nano Panel Surya PV Silikon untuk Meningkatkan Pasokan Energi
Salah satu tantangan teknik utama yang dihadapi masyarakat global saat ini adalah pasokan energi berkelanjutan.Sudah saatnya masyarakat mulai sangat bergantung pada sumber energi terbarukan.Matahari menyediakan energi gratis bagi bumi, namun metode modern dalam menggunakan energi ini dalam bentuk listrik memiliki beberapa keterbatasan.Dalam kasus sel fotovoltaik, masalah utamanya adalah kurangnya efisiensi pengumpulan energi matahari.Pemesinan mikro laser biasanya digunakan untuk membuat interkoneksi antara lapisan aktif fotovoltaik seperti substrat kaca, silikon terhidrogenasi, dan lapisan seng oksida.Diketahui juga bahwa lebih banyak energi dapat diperoleh dengan meningkatkan luas permukaan sel surya, misalnya dengan micromachining.Detail profil permukaan skala nano telah terbukti mempengaruhi efisiensi penyerapan energi sel surya.Tujuan dari makalah ini adalah untuk menyelidiki manfaat mengadaptasi struktur sel surya skala mikro, nano, dan meso untuk menghasilkan daya yang lebih tinggi.Memvariasikan parameter teknologi struktur mikro dan struktur nano tersebut akan memungkinkan untuk mempelajari pengaruhnya terhadap topologi permukaan.Sel akan diuji energi yang dihasilkannya saat terkena tingkat cahaya elektromagnetik yang dikontrol secara eksperimental.Hubungan langsung akan dibangun antara efisiensi sel dan tekstur permukaan.
Komposit Matriks Logam (MMC) dengan cepat menjadi kandidat utama untuk peran material struktural di bidang teknik dan elektronik.Aluminium (Al) dan tembaga (Cu) diperkuat dengan SiC karena sifat termalnya yang sangat baik (misalnya koefisien ekspansi termal (CTE) yang rendah, konduktivitas termal yang tinggi) dan sifat mekanik yang lebih baik (misalnya kekuatan spesifik yang lebih tinggi, kinerja yang lebih baik).Ini banyak digunakan di berbagai industri untuk ketahanan aus dan modulus spesifik.Baru-baru ini, MMC keramik tinggi ini telah menjadi tren lain untuk aplikasi pengontrol suhu dalam paket elektronik.Biasanya, dalam paket perangkat listrik, aluminium (Al) atau tembaga (Cu) digunakan sebagai heatsink atau pelat dasar untuk menyambung ke substrat keramik yang membawa chip dan struktur pin terkait.Perbedaan koefisien muai panas (CTE) yang besar antara keramik dengan aluminium atau tembaga merugikan karena mengurangi keandalan kemasan dan juga membatasi ukuran substrat keramik yang dapat menempel pada substrat.
Mengingat kekurangan ini, sekarang dimungkinkan untuk mengembangkan, menyelidiki dan mengkarakterisasi material baru yang memenuhi persyaratan untuk material yang ditingkatkan secara termal.Dengan peningkatan konduktivitas termal dan sifat koefisien ekspansi termal (CTE), MMC CuSiC dan AlSiC kini menjadi solusi yang layak untuk kemasan elektronik.Pekerjaan ini akan mengevaluasi sifat termofisik unik dari MMC ini dan kemungkinan penerapannya untuk manajemen termal paket elektronik.
Perusahaan minyak mengalami korosi yang signifikan pada zona pengelasan sistem industri minyak dan gas yang terbuat dari baja karbon dan baja paduan rendah.Dalam lingkungan yang mengandung CO2, kerusakan korosi biasanya disebabkan oleh perbedaan kekuatan lapisan pelindung korosi yang diendapkan pada berbagai struktur mikro baja karbon.Korosi lokal pada logam las (WM) dan zona yang terkena panas (HAZ) terutama disebabkan oleh efek galvanik akibat perbedaan komposisi paduan dan struktur mikro.Karakteristik mikrostruktur logam dasar (PM), WM, dan HAZ diselidiki untuk memahami pengaruh struktur mikro terhadap perilaku korosi sambungan las baja ringan.Uji korosi dilakukan dalam larutan NaCl 3,5% jenuh dengan CO2 dalam kondisi terdeoksigenasi pada suhu kamar (20±2°C) dan pH 4,0±0,3.Karakterisasi perilaku korosi dilakukan dengan menggunakan metode elektrokimia untuk menentukan potensial rangkaian terbuka, pemindaian potensiodinamik dan ketahanan polarisasi linier, serta karakterisasi metalografi umum menggunakan mikroskop optik.Fase morfologi utama yang terdeteksi adalah ferit acicular, austenit tertahan, dan struktur martensit-bainitik pada WM.Mereka kurang umum di HAZ.Perilaku elektrokimia dan laju korosi yang berbeda secara signifikan ditemukan pada PM, VM dan HAZ.
Pekerjaan yang tercakup dalam proyek ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi listrik pompa submersible.Tuntutan terhadap industri pompa untuk bergerak ke arah ini baru-baru ini meningkat dengan diperkenalkannya undang-undang Uni Eropa yang baru yang mewajibkan industri pompa secara keseluruhan untuk mencapai tingkat efisiensi yang baru dan lebih tinggi.Makalah ini menganalisis penggunaan jaket pendingin untuk mendinginkan area solenoid pompa dan mengusulkan perbaikan desain.Secara khusus, aliran fluida dan perpindahan panas dalam jaket pendingin pompa yang beroperasi dikarakterisasi.Perbaikan pada desain jaket akan memberikan perpindahan panas yang lebih baik ke area motor pompa sehingga meningkatkan efisiensi pompa sekaligus mengurangi hambatan induksi.Untuk pekerjaan ini, sistem uji pompa yang dipasang di lubang kering ditambahkan ke tangki uji yang sudah ada berkapasitas 250 m3.Hal ini memungkinkan kamera berkecepatan tinggi melacak bidang aliran dan gambar termal selubung pompa.Bidang aliran yang divalidasi dengan analisis CFD memungkinkan eksperimen, pengujian, dan perbandingan desain alternatif untuk menjaga suhu pengoperasian serendah mungkin.Desain asli pompa tiang M60-4 tahan terhadap suhu selubung pompa eksternal maksimum 45°C dan suhu stator maksimum 90°C.Analisis terhadap berbagai desain model menunjukkan desain mana yang lebih berguna untuk sistem yang lebih efisien dan mana yang tidak boleh digunakan.Secara khusus, desain koil pendingin terintegrasi tidak mengalami perbaikan dibandingkan desain aslinya.Menambah jumlah bilah impeler dari empat menjadi delapan mengurangi suhu pengoperasian yang diukur pada casing sebesar tujuh derajat Celcius.
Kombinasi kepadatan daya yang tinggi dan berkurangnya waktu pemaparan dalam pemrosesan logam menghasilkan perubahan struktur mikro permukaan.Mendapatkan kombinasi optimal parameter proses laser dan laju pendinginan sangat penting untuk mengubah struktur butiran dan meningkatkan sifat tribologi pada permukaan material.Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk menyelidiki pengaruh pemrosesan laser berdenyut cepat pada sifat tribologi biomaterial logam yang tersedia secara komersial.Karya ini dikhususkan untuk modifikasi permukaan laser baja tahan karat AISI 316L dan Ti-6Al-4V.Laser CO2 berdenyut 1,5 kW digunakan untuk mempelajari pengaruh berbagai parameter proses laser serta struktur mikro dan morfologi permukaan yang dihasilkan.Menggunakan sampel silinder yang diputar tegak lurus terhadap arah radiasi laser, intensitas radiasi laser, waktu pemaparan, kerapatan fluks energi, dan lebar pulsa divariasikan.Karakterisasi dilakukan dengan menggunakan SEM, EDX, pengukuran kekasaran jarum dan analisis XRD.Model prediksi suhu permukaan juga diterapkan untuk menetapkan parameter awal proses eksperimen.Pemetaan proses kemudian dilakukan untuk menentukan sejumlah parameter spesifik untuk perawatan laser pada permukaan baja cair.Terdapat korelasi kuat antara pencahayaan, waktu pemaparan, kedalaman pemrosesan, dan kekasaran sampel yang diproses.Peningkatan kedalaman dan kekasaran perubahan mikrostruktur dikaitkan dengan tingkat pemaparan dan waktu pemaparan yang lebih tinggi.Dengan menganalisis kekasaran dan kedalaman area yang dirawat, model fluensi energi dan suhu permukaan digunakan untuk memprediksi derajat leleh yang akan terjadi pada permukaan.Ketika waktu interaksi sinar laser meningkat, kekasaran permukaan baja meningkat untuk berbagai tingkat energi pulsa yang dipelajari.Sementara struktur permukaan diamati mempertahankan kesejajaran normal kristal, perubahan orientasi butir diamati di area yang dirawat dengan laser.
Analisis dan karakterisasi perilaku stres jaringan dan implikasinya terhadap desain perancah
Dalam proyek ini, beberapa geometri perancah yang berbeda dikembangkan dan analisis elemen hingga dilakukan untuk memahami sifat mekanik struktur tulang, perannya dalam pengembangan jaringan, dan distribusi maksimum tegangan dan regangan pada perancah.Pemindaian tomografi komputer (CT) dari sampel tulang trabekuler dikumpulkan selain struktur perancah yang dirancang dengan CAD.Desain ini memungkinkan Anda membuat dan menguji prototipe, serta melakukan FEM dari desain ini.Pengukuran mekanis mikrodeformasi dilakukan pada perancah buatan dan spesimen trabekuler tulang kepala femoralis dan hasil ini dibandingkan dengan yang diperoleh FEA untuk struktur yang sama.Dipercaya bahwa sifat mekanik bergantung pada bentuk (struktur) pori yang dirancang, ukuran pori (120, 340 dan 600 µm) dan kondisi pembebanan (dengan atau tanpa blok pembebanan).Perubahan parameter ini diselidiki untuk kerangka berpori 8 mm3, 22,7 mm3 dan 1000 mm3 untuk mempelajari secara komprehensif pengaruhnya terhadap distribusi tegangan.Hasil eksperimen dan simulasi menunjukkan bahwa desain geometris struktur berperan penting dalam distribusi tegangan, dan menyoroti potensi besar desain kerangka untuk meningkatkan regenerasi tulang.Secara umum, ukuran pori lebih penting daripada tingkat porositas dalam menentukan tingkat tegangan maksimum secara keseluruhan.Namun, tingkat porositas juga penting dalam menentukan osteokonduktivitas struktur perancah.Ketika tingkat porositas meningkat dari 30% menjadi 70%, nilai tegangan maksimum meningkat secara signifikan untuk ukuran pori yang sama.
Ukuran pori perancah juga penting dalam metode fabrikasi.Semua metode pembuatan prototipe cepat modern memiliki keterbatasan tertentu.Meskipun fabrikasi konvensional lebih serbaguna, desain yang lebih rumit dan lebih kecil seringkali tidak mungkin dibuat.Sebagian besar teknologi tersebut saat ini secara nominal tidak mampu menghasilkan pori-pori di bawah 500 µm secara berkelanjutan.Oleh karena itu, hasil dengan ukuran pori 600 µm dalam pekerjaan ini paling relevan dengan kemampuan produksi teknologi manufaktur cepat saat ini.Struktur heksagonal yang disajikan, meskipun dianggap hanya satu arah, akan menjadi struktur paling anisotropik dibandingkan dengan struktur berbasis kubus dan segitiga.Struktur kubik dan segitiga relatif isotropik dibandingkan struktur heksagonal.Anisotropi penting ketika mempertimbangkan osteokonduktivitas perancah yang dirancang.Distribusi tegangan dan lokasi bukaan mempengaruhi proses remodeling, dan kondisi pembebanan yang berbeda dapat mengubah nilai tegangan maksimum dan lokasinya.Arah pemuatan yang dominan harus meningkatkan ukuran dan distribusi pori-pori untuk memungkinkan sel tumbuh menjadi pori-pori yang lebih besar dan menyediakan nutrisi serta bahan bangunan.Kesimpulan menarik lainnya dari penelitian ini, dengan mengkaji distribusi tegangan pada penampang pilar, adalah bahwa nilai tegangan yang lebih tinggi tercatat di permukaan pilar dibandingkan di bagian tengah.Dalam penelitian ini, ditunjukkan bahwa ukuran pori, tingkat porositas, dan metode pembebanan berhubungan erat dengan tingkat tegangan yang dialami struktur.Temuan ini menunjukkan kemungkinan terciptanya struktur penyangga di mana tingkat tekanan pada permukaan penyangga dapat bervariasi hingga tingkat yang lebih besar, sehingga dapat mendorong perlekatan dan pertumbuhan sel.
Perancah pengganti tulang sintetis menawarkan peluang untuk menyesuaikan sifat-sifat secara individual, mengatasi terbatasnya ketersediaan donor, dan meningkatkan osseointegrasi.Rekayasa tulang bertujuan untuk mengatasi masalah ini dengan menyediakan cangkokan berkualitas tinggi yang dapat dipasok dalam jumlah besar.Dalam aplikasi ini, geometri perancah internal dan eksternal sangat penting, karena keduanya mempunyai dampak signifikan terhadap sifat mekanik, permeabilitas, dan proliferasi sel.Teknologi pembuatan prototipe cepat memungkinkan penggunaan material non-standar dengan geometri tertentu dan dioptimalkan, diproduksi dengan presisi tinggi.Makalah ini mengeksplorasi kemampuan teknik pencetakan 3D untuk membuat geometri kompleks perancah kerangka menggunakan bahan kalsium fosfat biokompatibel.Studi pendahuluan terhadap material eksklusif menunjukkan bahwa prediksi perilaku mekanis terarah dapat dicapai.Pengukuran aktual sifat mekanik terarah dari sampel yang dibuat menunjukkan tren yang sama dengan hasil analisis elemen hingga (FEM).Karya ini juga menunjukkan kelayakan pencetakan 3D untuk membuat perancah geometri rekayasa jaringan dari semen kalsium fosfat biokompatibel.Kerangka kerja dibuat dengan mencetak larutan dinatrium hidrogen fosfat dalam air pada lapisan bubuk yang terdiri dari campuran homogen kalsium hidrogen fosfat dan kalsium hidroksida.Reaksi pengendapan bahan kimia basah terjadi di tempat tidur bubuk printer 3D.Sampel padat dibuat untuk mengukur sifat mekanik kompresi volumetrik semen kalsium fosfat (CPC) yang diproduksi.Bagian yang dihasilkan memiliki modulus elastisitas rata-rata 3,59 MPa dan kuat tekan rata-rata 0,147 MPa.Sintering menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam sifat kompresi (E = 9,15 MPa, σt = 0,483 MPa), tetapi mengurangi luas permukaan spesifik material.Akibat sintering, semen kalsium fosfat terurai menjadi β-trikalsium fosfat (β-TCP) dan hidroksiapatit (HA), yang dibuktikan dengan data analisis termal termogravimetri dan diferensial (TGA/DTA) serta analisis difraksi sinar-X ( XRD).sifat-sifatnya tidak mencukupi untuk implan dengan beban berat, di mana kekuatan yang dibutuhkan adalah 1,5 hingga 150 MPa, dan kekakuan tekan melebihi 10 MPa.Namun, pasca-pemrosesan lebih lanjut, seperti infiltrasi dengan polimer yang dapat terbiodegradasi, dapat membuat struktur ini cocok untuk aplikasi stent.
Tujuan: Penelitian mekanika tanah menunjukkan bahwa getaran yang diterapkan pada agregat menghasilkan penyelarasan partikel yang lebih efisien dan pengurangan energi yang diperlukan untuk bekerja pada agregat.Tujuan kami adalah mengembangkan metode dampak getaran pada proses impaksi tulang dan mengevaluasi pengaruhnya terhadap sifat mekanik cangkok yang terkena dampak.
Tahap 1: Penggilingan 80 ekor tulang paha sapi menggunakan bone mill Noviomagus.Cangkok tersebut kemudian dicuci menggunakan sistem pencucian garam berdenyut pada nampan saringan.Perangkat dampak getaran dikembangkan, dilengkapi dengan dua motor DC 15 V dengan beban eksentrik yang dipasang di dalam silinder logam.Lemparkan beban ke atasnya dari ketinggian tertentu sebanyak 72 kali untuk mereproduksi proses memukul tulang.Rentang frekuensi getaran yang diukur dengan akselerometer yang dipasang di ruang getaran diuji.Setiap uji geser kemudian diulangi pada empat beban normal yang berbeda sehingga diperoleh serangkaian kurva tegangan-regangan.Selubung keruntuhan Mohr-Coulomb dibuat untuk setiap pengujian, yang darinya diperoleh nilai kekuatan geser dan pemblokiran.
Fase 2: Ulangi percobaan dengan menambahkan darah untuk meniru lingkungan kaya yang ditemui dalam pengaturan bedah.
Tahap 1: Cangkok dengan peningkatan getaran pada semua frekuensi getaran menunjukkan kekuatan geser yang lebih tinggi dibandingkan tumbukan tanpa getaran.Getaran pada frekuensi 60 Hz mempunyai dampak yang paling besar dan signifikan.
Tahap 2: Pencangkokan dengan tambahan tumbukan getaran pada agregat jenuh menunjukkan kekuatan geser yang lebih rendah untuk semua beban tekan normal dibandingkan tumbukan tanpa getaran.
Kesimpulan: Prinsip-prinsip teknik sipil dapat diterapkan pada implantasi tulang yang ditanamkan.Pada agregat kering, penambahan getaran dapat meningkatkan sifat mekanik partikel tumbukan.Di sistem kami, frekuensi getaran optimal adalah 60 Hz.Pada agregat jenuh, peningkatan getaran berdampak buruk terhadap kekuatan geser agregat.Hal ini dapat dijelaskan dengan adanya proses pencairan.
Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk merancang, membangun dan menguji suatu sistem yang dapat mengganggu subjek yang berdiri di atasnya untuk menilai kemampuan mereka dalam menanggapi perubahan tersebut.Hal ini dapat dilakukan dengan segera memiringkan permukaan tempat orang tersebut berdiri lalu mengembalikannya ke posisi horizontal.Dari sini kita dapat menentukan apakah subjek mampu mempertahankan keadaan keseimbangan dan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk memulihkan keadaan keseimbangan tersebut.Keadaan keseimbangan ini akan ditentukan dengan mengukur pengaruh postur tubuh subjek.Goyangan postur alami mereka diukur dengan panel profil tekanan kaki untuk menentukan seberapa besar goyangan yang terjadi selama pengujian.Sistem ini juga dirancang agar lebih serbaguna dan terjangkau dibandingkan mesin yang tersedia secara komersial saat ini karena, meskipun mesin ini penting untuk penelitian, mesin tersebut saat ini tidak digunakan secara luas karena harganya yang mahal.Sistem baru yang dikembangkan yang disajikan dalam artikel ini telah digunakan untuk memindahkan benda uji yang beratnya mencapai 100 kg.
Dalam karya ini, enam percobaan laboratorium di bidang teknik dan ilmu fisika dirancang untuk meningkatkan proses pembelajaran bagi siswa.Hal ini dicapai dengan memasang dan membuat instrumen virtual untuk eksperimen ini.Penggunaan instrumen virtual dibandingkan secara langsung dengan metode pengajaran laboratorium tradisional, dan dasar pengembangan kedua pendekatan tersebut dibahas.Pekerjaan sebelumnya yang menggunakan pembelajaran berbantuan komputer (CBL) dalam proyek serupa yang terkait dengan pekerjaan ini telah digunakan untuk mengevaluasi beberapa manfaat instrumen virtual, terutama yang berkaitan dengan peningkatan minat siswa, retensi memori, pemahaman, dan pada akhirnya pelaporan laboratorium..manfaat terkait.Eksperimen virtual yang dibahas dalam penelitian ini adalah versi revisi dari eksperimen gaya tradisional dan dengan demikian memberikan perbandingan langsung antara teknik CBL baru dengan lab gaya tradisional.Tidak ada perbedaan konseptual antara kedua versi eksperimen tersebut, yang membedakan hanyalah cara penyajiannya.Efektivitas metode CBL ini dinilai dengan mengamati kinerja siswa yang menggunakan instrumen virtual dibandingkan dengan siswa lain di kelas yang sama yang melakukan mode eksperimen tradisional.Semua siswa dinilai dengan menyerahkan laporan, pertanyaan pilihan ganda terkait eksperimen dan kuesioner.Hasil penelitian ini juga dibandingkan dengan penelitian lain yang terkait di bidang CBL.
Waktu posting: 19 Februari-2023