இந்த வேலையின் நோக்கம் உயர் பரிமாண துல்லியம் மற்றும் முன்னரே தீர்மானிக்கப்பட்ட செயல்முறை செலவுகளுடன் ஒரு தானியங்கி லேசர் செயலாக்க செயல்முறையை உருவாக்குவதாகும்.இந்த வேலையில் பிஎம்எம்ஏவில் உள்ள உள் Nd:YVO4 மைக்ரோ சேனல்கள் மற்றும் மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் சாதனங்களைத் தயாரிப்பதற்காக பாலிகார்பனேட்டின் உள் லேசர் செயலாக்கத்திற்கான லேசர் புனைகதைக்கான அளவு மற்றும் செலவு முன்கணிப்பு மாதிரிகள் பகுப்பாய்வு அடங்கும்.இந்த திட்ட இலக்குகளை அடைய, ANN மற்றும் DoE ஆகியவை CO2 மற்றும் Nd:YVO4 லேசர் அமைப்புகளின் அளவு மற்றும் விலையை ஒப்பிட்டன.குறியாக்கியின் பின்னூட்டத்துடன் நேரியல் பொருத்துதலின் சப்மிக்ரான் துல்லியத்துடன் பின்னூட்டக் கட்டுப்பாட்டின் முழுமையான செயலாக்கம் செயல்படுத்தப்படுகிறது.குறிப்பாக, லேசர் கதிர்வீச்சின் ஆட்டோமேஷன் மற்றும் மாதிரி பொருத்துதல் FPGA ஆல் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.Nd:YVO4 சிஸ்டம் இயக்க நடைமுறைகள் மற்றும் மென்பொருளின் ஆழமான அறிவு, கட்டுப்பாட்டு அலகு ஒரு காம்பாக்ட்-ரியோ புரோகிராமபிள் ஆட்டோமேஷன் கன்ட்ரோலருடன் (PAC) மாற்றியமைக்க அனுமதித்தது, இது LabVIEW கோட் கண்ட்ரோல் சப்மிக்ரான் குறியாக்கிகளின் உயர் தெளிவுத்திறன் கருத்து 3D நிலைப்படுத்தல் படியில் நிறைவேற்றப்பட்டது. .LabVIEW குறியீட்டில் இந்த செயல்முறையின் முழு ஆட்டோமேஷன் உருவாக்கத்தில் உள்ளது.தற்போதைய மற்றும் எதிர்கால வேலைகளில் வடிவமைப்பு அமைப்புகளின் பரிமாணத் துல்லியம், துல்லியம் மற்றும் மறுஉற்பத்தித்திறன் மற்றும் மைக்ரோ ஃப்ளூய்டிக் மற்றும் ஆய்வக சாதனம்-ஆன்-எ-சிப் ஃபேப்ரிக்கேஷனுக்கான மைக்ரோ சேனல் வடிவவியலின் தொடர்புடைய மேம்படுத்தல் ஆகியவை அடங்கும்.
வடிவமைக்கப்பட்ட அரை-கடின உலோக (SSM) பாகங்களின் பல பயன்பாடுகளுக்கு சிறந்த இயந்திர பண்புகள் தேவைப்படுகின்றன.உடைகள் எதிர்ப்பு, அதிக வலிமை மற்றும் விறைப்பு போன்ற சிறந்த இயந்திர பண்புகள் தீவிர நுண்ணிய தானிய அளவு மூலம் உருவாக்கப்பட்ட நுண் கட்டமைப்பு அம்சங்களை சார்ந்துள்ளது.இந்த தானிய அளவு பொதுவாக SSM இன் உகந்த செயலாக்கத்திறனைப் பொறுத்தது.இருப்பினும், SSM வார்ப்புகள் பெரும்பாலும் எஞ்சிய போரோசிட்டியைக் கொண்டிருக்கும், இது செயல்திறனுக்கு மிகவும் தீங்கு விளைவிக்கும்.இந்த வேலையில், உயர்தர பாகங்களைப் பெறுவதற்கு அரை-கடின உலோகங்களை வடிவமைக்கும் முக்கியமான செயல்முறைகள் ஆராயப்படும்.இந்த பாகங்கள் குறைந்த போரோசிட்டி மற்றும் மேம்பட்ட நுண் கட்டமைப்பு பண்புகளை கொண்டிருக்க வேண்டும், இதில் மிக நுண்ணிய தானிய அளவு மற்றும் கடினப்படுத்துதல் வீழ்படிவுகளின் சீரான விநியோகம் மற்றும் மைக்ரோலெமென்ட் கலவை கலவை ஆகியவை அடங்கும்.குறிப்பாக, விரும்பிய நுண் கட்டமைப்பின் வளர்ச்சியில் நேர-வெப்பநிலை முன் சிகிச்சை முறையின் தாக்கம் பகுப்பாய்வு செய்யப்படும்.வலிமை, கடினத்தன்மை மற்றும் விறைப்பு அதிகரிப்பு போன்ற நிறை மேம்பாட்டின் விளைவாக ஏற்படும் பண்புகள் ஆராயப்படும்.
இந்த வேலையானது துடிப்புள்ள லேசர் செயலாக்க பயன்முறையைப் பயன்படுத்தி H13 கருவி எஃகின் மேற்பரப்பை லேசர் மாற்றியமைத்தல் பற்றிய ஆய்வு ஆகும்.ஆரம்ப பரிசோதனை ஸ்கிரீனிங் திட்டம் மிகவும் உகந்த விரிவான திட்டத்தை விளைவித்தது.10.6 µm அலைநீளம் கொண்ட கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) லேசர் பயன்படுத்தப்படுகிறது.ஆய்வின் சோதனைத் திட்டத்தில், மூன்று வெவ்வேறு அளவுகளின் லேசர் புள்ளிகள் பயன்படுத்தப்பட்டன: 0.4, 0.2 மற்றும் 0.09 மிமீ விட்டம்.மற்ற கட்டுப்படுத்தக்கூடிய அளவுருக்கள் லேசர் உச்ச சக்தி, துடிப்பு மறுபரிசீலனை விகிதம் மற்றும் துடிப்பு ஒன்றுடன் ஒன்று.0.1 MPa அழுத்தத்தில் உள்ள ஆர்கான் வாயு தொடர்ந்து லேசர் செயலாக்கத்திற்கு உதவுகிறது.CO2 லேசர் அலைநீளத்தில் மேற்பரப்பு உறிஞ்சுதலை அதிகரிக்க, மாதிரி H13 கடினமானது மற்றும் வேதியியல் ரீதியாக பொறிக்கப்பட்டது.மெட்டாலோகிராஃபிக் ஆய்வுகளுக்காக லேசர்-சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட மாதிரிகள் தயாரிக்கப்பட்டன மற்றும் அவற்றின் உடல் மற்றும் இயந்திர பண்புகள் வகைப்படுத்தப்பட்டன.மெட்டாலோகிராஃபிக் ஆய்வுகள் மற்றும் வேதியியல் கலவையின் பகுப்பாய்வுகள் ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி ஆற்றல் பரவக்கூடிய எக்ஸ்ரே ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரியுடன் இணைந்து நிகழ்த்தப்பட்டன.Cu Kα கதிர்வீச்சு மற்றும் 1.54 Å அலைநீளம் கொண்ட XRD அமைப்பைப் பயன்படுத்தி மாற்றியமைக்கப்பட்ட மேற்பரப்பின் படிகத்தன்மை மற்றும் கட்ட கண்டறிதல் செய்யப்பட்டது.ஒரு ஸ்டைலஸ் விவரக்குறிப்பு முறையைப் பயன்படுத்தி மேற்பரப்பு சுயவிவரம் அளவிடப்படுகிறது.மாற்றியமைக்கப்பட்ட மேற்பரப்புகளின் கடினத்தன்மை பண்புகள் விக்கர்ஸ் டயமண்ட் மைக்ரோஇன்டென்டேஷன் மூலம் அளவிடப்பட்டது.மாற்றியமைக்கப்பட்ட மேற்பரப்புகளின் சோர்வு பண்புகளில் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையின் தாக்கம் சிறப்பாக தயாரிக்கப்பட்ட வெப்ப சோர்வு அமைப்பைப் பயன்படுத்தி ஆய்வு செய்யப்பட்டது.500 nm க்கும் குறைவான அல்ட்ராஃபைன் அளவுகளுடன் மாற்றியமைக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு தானியங்களைப் பெறுவது சாத்தியம் என்று கவனிக்கப்பட்டது.35 முதல் 150 µm வரம்பில் மேம்படுத்தப்பட்ட மேற்பரப்பு ஆழம் லேசர் சிகிச்சை H13 மாதிரிகளில் அடையப்பட்டது.மாற்றியமைக்கப்பட்ட H13 மேற்பரப்பின் படிகத்தன்மை கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது, இது லேசர் சிகிச்சையின் பின்னர் படிகங்களின் சீரற்ற விநியோகத்துடன் தொடர்புடையது.H13 Ra இன் குறைந்தபட்ச திருத்தப்பட்ட சராசரி மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை 1.9 µm ஆகும்.மற்றொரு முக்கியமான கண்டுபிடிப்பு என்னவென்றால், மாற்றப்பட்ட H13 மேற்பரப்பின் கடினத்தன்மை வெவ்வேறு லேசர் அமைப்புகளில் 728 முதல் 905 HV0.1 வரை இருக்கும்.லேசர் அளவுருக்களின் விளைவை மேலும் புரிந்து கொள்ள வெப்ப உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகள் (வெப்பமூட்டும் மற்றும் குளிரூட்டும் விகிதங்கள்) மற்றும் கடினத்தன்மை முடிவுகளுக்கு இடையேயான உறவு நிறுவப்பட்டது.உடைகள் எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்ப-கவச பூச்சுகளை மேம்படுத்த மேற்பரப்பு கடினப்படுத்தும் முறைகளின் வளர்ச்சிக்கு இந்த முடிவுகள் முக்கியமானவை.
GAA ஸ்லியோட்டருக்கான பொதுவான கோர்களை உருவாக்க திட விளையாட்டு பந்துகளின் அளவுரு தாக்க பண்புகள்
இந்த ஆய்வின் முக்கிய குறிக்கோள், தாக்கத்தின் மீது ஸ்லியோடர் மையத்தின் மாறும் நடத்தையை வகைப்படுத்துவதாகும்.பந்தின் விஸ்கோலாஸ்டிக் பண்புகள் தாக்க வேகங்களின் வரம்பிற்கு நிகழ்த்தப்பட்டன.நவீன பாலிமர் கோளங்கள் திரிபு விகிதத்திற்கு உணர்திறன் கொண்டவை, அதே சமயம் பாரம்பரிய பல-கூறு கோளங்கள் திரிபு சார்ந்தவை.நேரியல் அல்லாத விஸ்கோலாஸ்டிக் பதில் இரண்டு விறைப்பு மதிப்புகளால் வரையறுக்கப்படுகிறது: ஆரம்ப விறைப்பு மற்றும் மொத்த விறைப்பு.பாரம்பரிய பந்துகள் வேகத்தைப் பொறுத்து நவீன பந்துகளை விட 2.5 மடங்கு கடினமானவை.வழக்கமான பந்துகளின் விறைப்புத்தன்மையின் வேகமான அதிகரிப்பு நவீன பந்துகளுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக நேரியல் அல்லாத COR மற்றும் வேகத்தை ஏற்படுத்துகிறது.டைனமிக் விறைப்பு முடிவுகள் அரை-நிலை சோதனைகள் மற்றும் வசந்த கோட்பாடு சமன்பாடுகளின் வரையறுக்கப்பட்ட பொருந்தக்கூடிய தன்மையைக் காட்டுகின்றன.கோள சிதைவின் நடத்தை பற்றிய பகுப்பாய்வு, ஈர்ப்பு மையத்தின் இடப்பெயர்ச்சி மற்றும் விட்டம் சுருக்கமானது அனைத்து வகையான கோளங்களுக்கும் சீரானதாக இல்லை என்பதைக் காட்டுகிறது.விரிவான முன்மாதிரி சோதனைகள் மூலம், பந்து செயல்திறனில் உற்பத்தி நிலைமைகளின் விளைவு ஆராயப்பட்டது.வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் பொருள் கலவை ஆகியவற்றின் உற்பத்தி அளவுருக்கள் பலவிதமான பந்துகளை உருவாக்க வேறுபட்டது.பாலிமரின் கடினத்தன்மை விறைப்பைப் பாதிக்கிறது ஆனால் ஆற்றல் சிதறலைப் பாதிக்காது, விறைப்பை அதிகரிப்பது பந்தின் விறைப்பை அதிகரிக்கிறது.அணுக்கரு சேர்க்கைகள் பந்தின் வினைத்திறனை பாதிக்கின்றன, சேர்க்கைகளின் அளவு அதிகரிப்பு பந்தின் வினைத்திறன் குறைவதற்கு வழிவகுக்கிறது, ஆனால் இந்த விளைவு பாலிமர் தரத்திற்கு உணர்திறன் கொண்டது.தாக்கத்திற்கு பந்தின் பதிலை உருவகப்படுத்த மூன்று கணித மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தி எண் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது.முதல் மாதிரியானது பந்தின் நடத்தையை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு மட்டுமே இனப்பெருக்கம் செய்ய முடியும் என்பதை நிரூபித்தது, இருப்பினும் இது முன்னர் மற்ற வகை பந்துகளில் வெற்றிகரமாக பயன்படுத்தப்பட்டது.இரண்டாவது மாதிரியானது பந்து தாக்க பதிலின் நியாயமான பிரதிநிதித்துவத்தைக் காட்டியது, இது பொதுவாக சோதனை செய்யப்பட்ட அனைத்து பந்து வகைகளுக்கும் பொருந்தும், ஆனால் படை-இடப்பெயர்ச்சி மறுமொழி கணிப்புத் துல்லியம் பெரிய அளவிலான செயலாக்கத்திற்குத் தேவைப்படும் அளவுக்கு அதிகமாக இல்லை.பந்து பதிலை உருவகப்படுத்தும்போது மூன்றாவது மாதிரி குறிப்பிடத்தக்க சிறந்த துல்லியத்தைக் காட்டியது.இந்த மாதிரியின் மாதிரியால் உருவாக்கப்பட்ட விசை மதிப்புகள் சோதனை தரவுகளுடன் 95% ஒத்துப்போகின்றன.
இந்த வேலை இரண்டு முக்கிய இலக்குகளை அடைந்தது.ஒன்று உயர் வெப்பநிலை தந்துகி விஸ்கோமீட்டரின் வடிவமைப்பு மற்றும் உற்பத்தி, மற்றும் இரண்டாவது வடிவமைப்பில் உதவுவதற்கும் ஒப்பீட்டு நோக்கங்களுக்காக தரவை வழங்குவதற்கும் அரை-திட உலோக ஓட்ட உருவகப்படுத்துதல் ஆகும்.உயர் வெப்பநிலை தந்துகி விஸ்கோமீட்டர் கட்டப்பட்டு ஆரம்ப சோதனைக்கு பயன்படுத்தப்பட்டது.தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்படுவதைப் போன்ற உயர் வெப்பநிலை மற்றும் வெட்டு விகிதங்களின் நிலைமைகளின் கீழ் அரை-கடின உலோகங்களின் பாகுத்தன்மையை அளவிட சாதனம் பயன்படுத்தப்படும்.தந்துகி விஸ்கோமீட்டர் என்பது ஒற்றை புள்ளி அமைப்பாகும், இது தந்துகி முழுவதும் ஓட்டம் மற்றும் அழுத்தம் வீழ்ச்சியை அளவிடுவதன் மூலம் பாகுத்தன்மையைக் கணக்கிட முடியும், ஏனெனில் பாகுத்தன்மை அழுத்தம் வீழ்ச்சிக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும் ஓட்டத்திற்கு நேர்மாறாகவும் இருக்கும்.வடிவமைப்பு அளவுகோல்களில் 800ºC வரை நன்கு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெப்பநிலை, 10,000 s-1 க்கு மேல் ஊசி வெட்டு விகிதங்கள் மற்றும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஊசி சுயவிவரங்கள் ஆகியவை அடங்கும்.கணக்கீட்டு திரவ இயக்கவியலுக்கான (CFD) FLUENT மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி இரு பரிமாண இரண்டு-கட்ட தத்துவார்த்த நேரத்தைச் சார்ந்த மாதிரி உருவாக்கப்பட்டது.0.075, 0.5 மற்றும் 1 மீ/வி ஊசி வேகத்தில் வடிவமைக்கப்பட்ட தந்துகி விஸ்கோமீட்டர் வழியாக அரை-திட உலோகங்களின் பாகுத்தன்மையை மதிப்பிடுவதற்கு இது பயன்படுத்தப்படுகிறது.0.25 முதல் 0.50 வரையிலான உலோக திடப்பொருட்களின் (எஃப்எஸ்) ஒரு பகுதியின் விளைவும் ஆராயப்பட்டது.சரள மாதிரியை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் சக்தி-சட்ட பாகுத்தன்மை சமன்பாட்டிற்கு, இந்த அளவுருக்களுக்கும் அதன் விளைவாக வரும் பாகுத்தன்மைக்கும் இடையே ஒரு வலுவான தொடர்பு உள்ளது.
ஒரு தொகுதி உரமாக்கல் செயல்பாட்டில் Al-SiC மெட்டல் மேட்ரிக்ஸ் கலவைகள் (MMC) உற்பத்தியில் செயல்முறை அளவுருக்களின் விளைவை இந்த கட்டுரை ஆராய்கிறது.ஆய்வு செய்யப்பட்ட செயல்முறை அளவுருக்கள் கிளறல் வேகம், கிளறல் நேரம், கிளறல் வடிவியல், கிளறல் நிலை, உலோக திரவ வெப்பநிலை (பாகுத்தன்மை) ஆகியவை அடங்கும்.காட்சி உருவகப்படுத்துதல்கள் அறை வெப்பநிலையில் (25±C), கணினி உருவகப்படுத்துதல்கள் மற்றும் MMC Al-SiC உற்பத்திக்கான சரிபார்ப்பு சோதனைகள் ஆகியவற்றில் மேற்கொள்ளப்பட்டன.காட்சி மற்றும் கணினி உருவகப்படுத்துதல்களில், நீர் மற்றும் கிளிசரின்/நீர் முறையே திரவ மற்றும் அரை-திட அலுமினியத்தைக் குறிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டன.1, 300, 500, 800 மற்றும் 1000 mPa s இன் பாகுத்தன்மையின் விளைவுகள் மற்றும் 50, 100, 150, 200, 250 மற்றும் 300 rpm ஆகியவற்றின் தூண்டுதல் விகிதங்கள் ஆராயப்பட்டன.ஒரு துண்டுக்கு 10 ரோல்கள்.% வலுவூட்டப்பட்ட SiC துகள்கள், அலுமினிய MMK இல் பயன்படுத்தப்படுவதைப் போலவே, காட்சிப்படுத்தல் மற்றும் கணக்கீட்டு சோதனைகளில் பயன்படுத்தப்பட்டன.தெளிவான கண்ணாடி பீக்கர்களில் இமேஜிங் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன.ஃப்ளூயண்ட் (CFD நிரல்) மற்றும் விருப்ப மிக்ஸ்சிம் தொகுப்பைப் பயன்படுத்தி கணக்கீட்டு உருவகப்படுத்துதல்கள் நிகழ்த்தப்பட்டன.யூலேரியன் (கிரானுலர்) மாதிரியைப் பயன்படுத்தி உற்பத்தி வழிகளின் 2D அச்சு சமச்சீரற்ற மல்டிஃபேஸ் நேரத்தைச் சார்ந்த உருவகப்படுத்துதல் இதில் அடங்கும்.துகள் சிதறல் நேரம், தீர்வு நேரம் மற்றும் சுழல் உயரம் ஆகியவை கலவை வடிவவியலில் மற்றும் கிளறி சுழற்சி வேகத்தின் சார்பு நிறுவப்பட்டுள்ளது.°at துடுப்புகளைக் கொண்ட ஒரு கிளறலுக்கு, துடுப்புக் கோணம் 60 டிகிரியில் துகள்களின் சீரான சிதறலை விரைவாகப் பெறுவதற்கு மிகவும் பொருத்தமானதாகக் கண்டறியப்பட்டுள்ளது.இந்த சோதனைகளின் விளைவாக, SiC இன் சீரான விநியோகத்தைப் பெறுவதற்கு, கிளறி வேகமானது நீர்-SiC அமைப்பிற்கு 150 rpm ஆகவும், கிளிசரால்/நீர்-SiC அமைப்பிற்கு 300 rpm ஆகவும் இருந்தது கண்டறியப்பட்டது.1 mPa·s (திரவ உலோகத்திற்கு) இருந்து 300 mPa·s (அரை-திட உலோகத்திற்கு) பாகுத்தன்மையை அதிகரிப்பது SiC இன் சிதறல் மற்றும் படிவு நேரத்தில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியது.இருப்பினும், 300 mPa·s இலிருந்து 1000 mPa·s ஆக மேலும் அதிகரிப்பது இந்த நேரத்தில் சிறிய விளைவைக் கொண்டிருக்கிறது.இந்த வேலையின் குறிப்பிடத்தக்க பகுதியாக, இந்த உயர் வெப்பநிலை சிகிச்சை முறைக்காக பிரத்யேக விரைவான கடினப்படுத்துதல் வார்ப்பு இயந்திரத்தின் வடிவமைப்பு, கட்டுமானம் மற்றும் சரிபார்ப்பு ஆகியவை அடங்கும்.இயந்திரம் 60 டிகிரி கோணத்தில் நான்கு தட்டையான கத்திகள் மற்றும் எதிர்ப்பு வெப்பமூட்டும் உலை அறையில் ஒரு க்ரூசிபிள் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.நிறுவலில் செயலாக்கப்பட்ட கலவையை விரைவாக அணைக்கும் ஒரு ஆக்சுவேட்டர் அடங்கும்.இந்த உபகரணங்கள் Al-SiC கலப்பு பொருட்களின் உற்பத்திக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன.பொதுவாக, காட்சிப்படுத்தல், கணக்கீடு மற்றும் சோதனை முடிவுகளுக்கு இடையே நல்ல உடன்பாடு காணப்பட்டது.
கடந்த தசாப்தத்தில் பெரிய அளவிலான பயன்பாட்டிற்காக உருவாக்கப்பட்ட பல்வேறு விரைவான முன்மாதிரி (RP) நுட்பங்கள் உள்ளன.இன்று வணிகரீதியில் கிடைக்கும் விரைவான முன்மாதிரி அமைப்புகள் காகிதம், மெழுகு, ஒளி-குணப்படுத்தும் பிசின்கள், பாலிமர்கள் மற்றும் நாவல் உலோகப் பொடிகளைப் பயன்படுத்தி பல்வேறு தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.1991 ஆம் ஆண்டு முதன்முதலில் வணிகமயமாக்கப்பட்ட ஃப்யூஸ்டு டெபாசிஷன் மாடலிங் என்ற விரைவான முன்மாதிரி முறையை இந்தத் திட்டத்தில் உள்ளடக்கியது. இந்த வேலையில், மெழுகைப் பயன்படுத்தி மாடலிங் செய்வதற்கான அமைப்பின் புதிய பதிப்பு உருவாக்கப்பட்டு பயன்படுத்தப்பட்டது.இந்த திட்டம் அமைப்பின் அடிப்படை வடிவமைப்பு மற்றும் மெழுகு படிவு முறையை விவரிக்கிறது.FDM இயந்திரங்கள், சூடான முனைகள் மூலம் முன்னரே தீர்மானிக்கப்பட்ட வடிவத்தில் அரை-உருகிய பொருட்களை ஒரு மேடையில் வெளியேற்றுவதன் மூலம் பகுதிகளை உருவாக்குகின்றன.எக்ஸ்ட்ரூஷன் முனை ஒரு கணினி அமைப்பால் கட்டுப்படுத்தப்படும் XY அட்டவணையில் பொருத்தப்பட்டுள்ளது.உலக்கை பொறிமுறையின் தானியங்கி கட்டுப்பாடு மற்றும் வைப்பாளரின் நிலை ஆகியவற்றுடன் இணைந்து, துல்லியமான மாதிரிகள் தயாரிக்கப்படுகின்றன.2D மற்றும் 3D பொருட்களை உருவாக்க மெழுகின் ஒற்றை அடுக்குகள் ஒன்றன் மேல் ஒன்றாக அடுக்கி வைக்கப்பட்டுள்ளன.மாதிரிகளின் உற்பத்தி செயல்முறையை மேம்படுத்த மெழுகின் பண்புகள் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன.மெழுகின் நிலை மாற்றம் வெப்பநிலை, மெழுகின் பாகுத்தன்மை மற்றும் செயலாக்கத்தின் போது மெழுகு வீழ்ச்சியின் வடிவம் ஆகியவை இதில் அடங்கும்.
கடந்த ஐந்து ஆண்டுகளில், சிட்டி யுனிவர்சிட்டி டப்ளின் பிரிவு அறிவியல் கிளஸ்டரின் ஆராய்ச்சி குழுக்கள் இரண்டு லேசர் மைக்ரோமச்சினிங் செயல்முறைகளை உருவாக்கியுள்ளன, அவை சேனல்கள் மற்றும் வோக்சல்களை மீண்டும் உருவாக்கக்கூடிய மைக்ரான் அளவிலான தெளிவுத்திறனுடன் உருவாக்க முடியும்.இந்த வேலையின் கவனம் இலக்கு உயிர் மூலக்கூறுகளை தனிமைப்படுத்த தனிப்பயன் பொருட்களைப் பயன்படுத்துவதாகும்.பிரிப்பு திறன்களை மேம்படுத்த, தந்துகி கலவை மற்றும் மேற்பரப்பு சேனல்களின் புதிய உருவமைப்புகளை உருவாக்க முடியும் என்பதை பூர்வாங்க வேலை நிரூபிக்கிறது.இந்த வேலை, உயிரியல் அமைப்புகளின் மேம்பட்ட பிரிப்பு மற்றும் குணாதிசயங்களை வழங்கும் மேற்பரப்பு வடிவவியல் மற்றும் சேனல்களை வடிவமைக்க கிடைக்கக்கூடிய மைக்ரோமச்சினிங் கருவிகளைப் பயன்படுத்துவதில் கவனம் செலுத்தும்.இந்த அமைப்புகளின் பயன்பாடு உயிரியல் கண்டறியும் நோக்கங்களுக்காக லேப்-ஆன்-ஏ-சிப் அணுகுமுறையைப் பின்பற்றும்.இந்த மேம்படுத்தப்பட்ட தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்ட சாதனங்கள் ஒரு சிப்பில் திட்டத்தின் மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் ஆய்வகத்தில் பயன்படுத்தப்படும்.லேசர் செயலாக்க அளவுருக்கள் மற்றும் மைக்ரோ மற்றும் நானோ அளவிலான சேனல் குணாதிசயங்களுக்கு இடையே நேரடி உறவை வழங்குவதற்கு சோதனை வடிவமைப்பு, தேர்வுமுறை மற்றும் உருவகப்படுத்துதல் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதே திட்டத்தின் குறிக்கோள் ஆகும், மேலும் இந்த மைக்ரோடெக்னாலஜிகளில் பிரிப்பு சேனல்களை மேம்படுத்த இந்தத் தகவலைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.வேலையின் குறிப்பிட்ட வெளியீடுகள்: சேனல் வடிவமைப்பு மற்றும் பிரிப்பு அறிவியலை மேம்படுத்த மேற்பரப்பு உருவவியல்;ஒருங்கிணைந்த சில்லுகளில் உந்தி மற்றும் பிரித்தெடுத்தலின் ஒற்றைக்கல் நிலைகள்;ஒருங்கிணைந்த சில்லுகளில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மற்றும் பிரித்தெடுக்கப்பட்ட இலக்கு உயிர் மூலக்கூறுகளை பிரித்தல்.
பெல்டியர் வரிசைகள் மற்றும் அகச்சிவப்பு தெர்மோகிராபியைப் பயன்படுத்தி தந்துகி LC நெடுவரிசைகளுடன் தற்காலிக வெப்பநிலை சாய்வு மற்றும் நீளமான சுயவிவரங்களின் உருவாக்கம் மற்றும் கட்டுப்பாடு
தனித்தனியாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பெல்டியர் செல்களைப் பயன்படுத்துவதன் அடிப்படையில் தந்துகி நெடுவரிசைகளின் துல்லியமான வெப்பநிலைக் கட்டுப்பாட்டுக்கான புதிய நேரடி தொடர்பு தளம் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது.பிளாட்பார்ம் தந்துகி மற்றும் மைக்ரோ எல்சி நெடுவரிசைகளுக்கு வேகமான வெப்பநிலைக் கட்டுப்பாட்டை வழங்குகிறது மற்றும் தற்காலிக மற்றும் இடஞ்சார்ந்த வெப்பநிலைகளை ஒரே நேரத்தில் நிரலாக்க அனுமதிக்கிறது.பிளாட்பார்ம் 15 முதல் 200°C வெப்பநிலை வரம்பில் இயங்குகிறது, 10 சீரமைக்கப்பட்ட பெல்டியர் செல்கள் ஒவ்வொன்றிற்கும் தோராயமாக 400°C/நிமிடத்தின் சரிவு வீதத்துடன்.நிலையான நெடுவரிசை வெப்பநிலை சாய்வுகள் மற்றும் தற்காலிக வெப்பநிலை சாய்வுகள், துல்லியமான வெப்பநிலை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சாய்வுகள், பாலிமரைஸ் செய்யப்பட்ட கேபிலரி மோனோலிதிக் உள்ளிட்ட நேரியல் மற்றும் நேரியல் அல்லாத சுயவிவரங்களுடன் வெப்பநிலை சாய்வுகளின் நேரடி பயன்பாடு போன்ற பல தரமற்ற தந்துகி அடிப்படையிலான அளவீட்டு முறைகளுக்கு இந்த அமைப்பு மதிப்பீடு செய்யப்பட்டுள்ளது. நிலையான கட்டங்கள், மற்றும் மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் சேனல்களில் (ஒரு சிப்பில்) மோனோலிதிக் கட்டங்களை உருவாக்குதல்.கருவியானது நிலையான மற்றும் நெடுவரிசை நிறமூர்த்த அமைப்புகளுடன் பயன்படுத்தப்படலாம்.
சிறிய பகுப்பாய்வின் முன்செறிவுக்கான இரு பரிமாண பிளானர் மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் சாதனத்தில் எலக்ட்ரோஹைட்ரோடைனமிக் கவனம் செலுத்துகிறது
இந்த வேலையில் எலக்ட்ரோஹைட்ரோடைனமிக் ஃபோகசிங் (EHDF) மற்றும் ஃபோட்டான் பரிமாற்றம் ஆகியவை முன்-செறிவூட்டல் மற்றும் இனங்களை அடையாளம் காண உதவும்.EHDF என்பது ஹைட்ரோடைனமிக் மற்றும் மின் சக்திகளுக்கு இடையில் சமநிலையை நிறுவுவதன் அடிப்படையில் ஒரு அயனி-சமநிலை கவனம் செலுத்தும் முறையாகும், இதில் வட்டி அயனிகள் நிலையானதாக மாறும்.இந்த ஆய்வு வழக்கமான மைக்ரோ சேனல் அமைப்புக்கு பதிலாக 2D திறந்த 2D பிளாட் ஸ்பேஸ் பிளானர் மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் சாதனத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு புதிய முறையை வழங்குகிறது.இத்தகைய சாதனங்கள் பெரிய அளவிலான பொருட்களை முன்கூட்டியே குவிக்கும் மற்றும் உற்பத்தி செய்வதற்கு ஒப்பீட்டளவில் எளிதானது.இந்த ஆய்வு COMSOL Multiphysics® 3.5a ஐப் பயன்படுத்தி புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட உருவகப்படுத்துதலின் முடிவுகளை வழங்குகிறது.இந்த மாதிரிகளின் முடிவுகள், அடையாளம் காணப்பட்ட ஓட்ட வடிவவியல் மற்றும் அதிக செறிவு உள்ள பகுதிகளை சோதிக்க சோதனை முடிவுகளுடன் ஒப்பிடப்பட்டன.வளர்ந்த எண்ணியல் மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் மாதிரி முன்னர் வெளியிடப்பட்ட சோதனைகளுடன் ஒப்பிடப்பட்டது மற்றும் முடிவுகள் மிகவும் சீரானவை.இந்த உருவகப்படுத்துதல்களின் அடிப்படையில், EHDF க்கு உகந்த நிலைமைகளை வழங்க புதிய வகை கப்பல் ஆராய்ச்சி செய்யப்பட்டது.சிப்பைப் பயன்படுத்தி சோதனை முடிவுகள் மாதிரியின் செயல்திறனை விட சிறப்பாக செயல்பட்டன.புனையப்பட்ட மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் சில்லுகளில், ஆய்வின் கீழ் உள்ள பொருள் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்திற்கு செங்குத்தாக கவனம் செலுத்தும்போது, பக்கவாட்டு EGDP எனப்படும் புதிய பயன்முறை காணப்பட்டது.ஏனெனில் கண்டறிதல் மற்றும் இமேஜிங் ஆகியவை அத்தகைய முன்-செறிவூட்டல் மற்றும் இனங்கள் அடையாள அமைப்புகளின் முக்கிய அம்சங்களாகும்.எண் மாதிரிகள் மற்றும் இரு பரிமாண மைக்ரோஃப்ளூய்டிக் அமைப்புகளில் ஒளி பரவல் மற்றும் ஒளி தீவிரம் விநியோகத்தின் சோதனை சரிபார்ப்பு ஆகியவை வழங்கப்படுகின்றன.ஒளி பரப்புதலின் உருவாக்கப்பட்ட எண் மாதிரியானது, கணினி வழியாக ஒளியின் உண்மையான பாதை மற்றும் தீவிர விநியோகத்தின் அடிப்படையில் சோதனை ரீதியாக வெற்றிகரமாக சரிபார்க்கப்பட்டது, இது ஃபோட்டோபாலிமரைசேஷன் அமைப்புகளை மேம்படுத்துவதற்கும், ஆப்டிகல் கண்டறிதல் அமைப்புகளுக்கும் ஆர்வமாக இருக்கும் முடிவுகளை வழங்கியது. நுண்குழாய்களைப் பயன்படுத்தி..
வடிவவியலைப் பொறுத்து, தொலைத்தொடர்பு, மைக்ரோஃப்ளூய்டிக்ஸ், மைக்ரோசென்சர்கள், தரவுக் கிடங்கு, கண்ணாடி வெட்டுதல் மற்றும் அலங்கார அடையாளங்கள் ஆகியவற்றில் நுண் கட்டமைப்புகளைப் பயன்படுத்தலாம்.இந்த வேலையில், Nd:YVO4 மற்றும் CO2 லேசர் அமைப்பின் அளவுருக்களின் அமைப்புகளுக்கும் நுண் கட்டமைப்புகளின் அளவு மற்றும் உருவ அமைப்புக்கும் இடையே உள்ள தொடர்பு ஆராயப்பட்டது.லேசர் அமைப்பின் ஆய்வு செய்யப்பட்ட அளவுருக்களில் பவர் பி, பல்ஸ் ரிபிட்டிஷன் வீதம் PRF, பல்ஸ் எண்ணிக்கை N மற்றும் ஸ்கேன் வீதம் U ஆகியவை அடங்கும். அளவிடப்பட்ட வெளியீட்டு பரிமாணங்களில் சமமான வோக்சல் விட்டம் மற்றும் மைக்ரோசனல் அகலம், ஆழம் மற்றும் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை ஆகியவை அடங்கும்.பாலிகார்பனேட் மாதிரிகளுக்குள் நுண் கட்டமைப்புகளை உருவாக்க Nd:YVO4 லேசர் (2.5 W, 1.604 µm, 80 ns) ஐப் பயன்படுத்தி ஒரு 3D மைக்ரோமச்சினிங் அமைப்பு உருவாக்கப்பட்டது.மைக்ரோஸ்ட்ரக்ச்சுரல் வோக்சல்கள் 48 முதல் 181 μm வரை விட்டம் கொண்டவை.சோடா-லைம் கிளாஸ், ஃப்யூஸ்டு சிலிக்கா மற்றும் சபையர் மாதிரிகளில் 5 முதல் 10 µm வரம்பில் சிறிய வோக்சல்களை உருவாக்க நுண்ணோக்கி நோக்கங்களைப் பயன்படுத்தி கணினி துல்லியமான கவனம் செலுத்துகிறது.சோடா-சுண்ணாம்பு கண்ணாடி மாதிரிகளில் மைக்ரோ சேனல்களை உருவாக்க ஒரு CO2 லேசர் (1.5 kW, 10.6 µm, குறைந்தபட்ச துடிப்பு கால அளவு 26 µs) பயன்படுத்தப்பட்டது.மைக்ரோ சேனல்களின் குறுக்குவெட்டு வடிவம் v-பள்ளங்கள், u-பள்ளங்கள் மற்றும் மேலோட்டமான நீக்கம் தளங்களுக்கு இடையே பரவலாக மாறுபடுகிறது.மைக்ரோ சேனல்களின் அளவுகளும் பெரிதும் மாறுபடும்: 81 முதல் 365 µm வரை அகலம், 3 முதல் 379 µm வரை ஆழம் மற்றும் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை 2 முதல் 13 µm வரை, நிறுவலைப் பொறுத்து.மைக்ரோசனல் அளவுகள் லேசர் செயலாக்க அளவுருக்களின் படி மறுமொழி மேற்பரப்பு முறை (RSM) மற்றும் சோதனைகளின் வடிவமைப்பு (DOE) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி ஆய்வு செய்யப்பட்டன.வால்யூமெட்ரிக் மற்றும் வெகுஜன நீக்கம் விகிதத்தில் செயல்முறை அளவுருக்களின் விளைவை ஆய்வு செய்ய சேகரிக்கப்பட்ட முடிவுகள் பயன்படுத்தப்பட்டன.கூடுதலாக, ஒரு வெப்ப செயல்முறை கணித மாதிரி உருவாக்கப்பட்டுள்ளது, இது செயல்முறையைப் புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது மற்றும் உண்மையான புனைகதைக்கு முன்னர் சேனல் இடவியல் கணிக்கப்பட அனுமதிக்கிறது.
மாடலிங் அல்லது தலைகீழ் பொறியியலுக்காக மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை அளவுருக்களை கணக்கிடுதல் மற்றும் புள்ளி மேகங்களை (ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட மேற்பரப்புகளை விவரிக்கும் முப்பரிமாண புள்ளிகளின் தொகுப்புகள்) உள்ளிட்ட மேற்பரப்பு நிலப்பரப்பை துல்லியமாகவும் விரைவாகவும் ஆராய்ந்து டிஜிட்டல் மயமாக்குவதற்கான புதிய வழிகளை அளவியல் துறை எப்போதும் தேடுகிறது.அமைப்புகள் உள்ளன, கடந்த தசாப்தத்தில் ஆப்டிகல் அமைப்புகள் பிரபலமடைந்துள்ளன, ஆனால் பெரும்பாலான ஆப்டிகல் விவரக்குறிப்புகள் வாங்குவதற்கும் பராமரிப்பதற்கும் விலை உயர்ந்தவை.அமைப்பின் வகையைப் பொறுத்து, ஆப்டிகல் ப்ரொஃபைலர்களை வடிவமைப்பதும் கடினமாக இருக்கும் மற்றும் அவற்றின் பலவீனம் பெரும்பாலான கடை அல்லது தொழிற்சாலை பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக இருக்காது.இந்த திட்டம் ஆப்டிகல் முக்கோணத்தின் கொள்கைகளைப் பயன்படுத்தி ஒரு சுயவிவரத்தின் வளர்ச்சியை உள்ளடக்கியது.உருவாக்கப்பட்ட அமைப்பு 200 x 120 மிமீ ஸ்கேனிங் டேபிள் பகுதி மற்றும் 5 மிமீ செங்குத்து அளவீட்டு வரம்பைக் கொண்டுள்ளது.இலக்கு மேற்பரப்புக்கு மேலே உள்ள லேசர் சென்சாரின் நிலையும் 15 மிமீ மூலம் சரிசெய்யக்கூடியது.பயனரால் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பாகங்கள் மற்றும் மேற்பரப்பு பகுதிகளை தானாக ஸ்கேனிங்கிற்காக ஒரு கட்டுப்பாட்டு திட்டம் உருவாக்கப்பட்டது.இந்த புதிய அமைப்பு பரிமாண துல்லியத்தால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.கணினியின் அளவிடப்பட்ட அதிகபட்ச கொசைன் பிழை 0.07° ஆகும்.அமைப்பின் டைனமிக் துல்லியம் Z- அச்சில் (உயரம்) 2 µm ஆகவும், X மற்றும் Y அச்சுகளில் சுமார் 10 µm ஆகவும் அளவிடப்படுகிறது.ஸ்கேன் செய்யப்பட்ட பாகங்களுக்கு இடையேயான அளவு விகிதம் (நாணயங்கள், திருகுகள், துவைப்பிகள் மற்றும் ஃபைபர் லென்ஸ் டைஸ்) நன்றாக இருந்தது.ப்ரொஃபைலர் வரம்புகள் மற்றும் சாத்தியமான சிஸ்டம் மேம்பாடுகள் உள்ளிட்ட சிஸ்டம் சோதனையும் விவாதிக்கப்படும்.
இந்த திட்டத்தின் நோக்கம் மேற்பரப்பு குறைபாடுகளை ஆய்வு செய்வதற்கான புதிய ஆப்டிகல் அதிவேக ஆன்லைன் அமைப்பை உருவாக்கி வகைப்படுத்துவதாகும்.கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு ஆப்டிகல் முக்கோணத்தின் கொள்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது மற்றும் பரவலான மேற்பரப்புகளின் முப்பரிமாண சுயவிவரத்தை தீர்மானிக்க ஒரு தொடர்பு இல்லாத முறையை வழங்குகிறது.டெவலப்மெண்ட் சிஸ்டத்தின் முக்கிய கூறுகளில் ஒரு டையோடு லேசர், ஒரு CCf15 CMOS கேமரா மற்றும் இரண்டு PC-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சர்வோ மோட்டார்கள் ஆகியவை அடங்கும்.மாதிரி இயக்கம், படம் பிடிப்பு மற்றும் 3D மேற்பரப்பு விவரக்குறிப்பு ஆகியவை LabView மென்பொருளில் திட்டமிடப்பட்டுள்ளன.3D ஸ்கேன் செய்யப்பட்ட மேற்பரப்பின் மெய்நிகர் ரெண்டரிங்கிற்கான நிரலை உருவாக்கி, தேவையான மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை அளவுருக்களைக் கணக்கிடுவதன் மூலம் கைப்பற்றப்பட்ட தரவைச் சரிபார்ப்பது எளிதாக்கப்படுகிறது.0.05 µm தெளிவுத்திறனுடன் X மற்றும் Y திசைகளில் மாதிரியை நகர்த்த சர்வோ மோட்டார்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.உருவாக்கப்பட்ட தொடர்பு இல்லாத ஆன்லைன் மேற்பரப்பு விவரக்குறிப்பு வேகமாக ஸ்கேனிங் மற்றும் உயர் தெளிவுத்திறன் மேற்பரப்பு ஆய்வு செய்ய முடியும்.பல்வேறு மாதிரி பொருட்களின் மேற்பரப்பில் தானியங்கி 2D மேற்பரப்பு சுயவிவரங்கள், 3D மேற்பரப்பு சுயவிவரங்கள் மற்றும் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை அளவீடுகளை உருவாக்க உருவாக்கப்பட்ட அமைப்பு வெற்றிகரமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.தானியங்கு ஆய்வுக் கருவி 12 x 12 மிமீ XY ஸ்கேனிங் பகுதியைக் கொண்டுள்ளது.வளர்ந்த விவரக்குறிப்பு அமைப்பை வகைப்படுத்தவும் அளவீடு செய்யவும், கணினியால் அளவிடப்பட்ட மேற்பரப்பு சுயவிவரமானது ஆப்டிகல் மைக்ரோஸ்கோப், பைனாகுலர் மைக்ரோஸ்கோப், AFM மற்றும் Mitutoyo Surftest-402 ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்பட்ட அதே மேற்பரப்புடன் ஒப்பிடப்பட்டது.
தயாரிப்புகளின் தரம் மற்றும் அவற்றில் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களுக்கான தேவைகள் மேலும் மேலும் கோருகின்றன.பல காட்சி தர உத்தரவாதம் (QA) சிக்கல்களுக்கான தீர்வு நிகழ்நேர தானியங்கி மேற்பரப்பு ஆய்வு அமைப்புகளைப் பயன்படுத்துவதாகும்.இதற்கு அதிக செயல்திறனில் ஒரே மாதிரியான தயாரிப்பு தரம் தேவைப்படுகிறது.எனவே, 100% பொருட்கள் மற்றும் மேற்பரப்புகளை உண்மையான நேரத்தில் சோதிக்கும் திறன் கொண்ட அமைப்புகள் தேவை.இந்த இலக்கை அடைய, லேசர் தொழில்நுட்பம் மற்றும் கணினி கட்டுப்பாட்டு தொழில்நுட்பத்தின் கலவையானது ஒரு பயனுள்ள தீர்வை வழங்குகிறது.இந்த வேலையில், அதிவேக, குறைந்த விலை மற்றும் அதிக துல்லியமான தொடர்பு இல்லாத லேசர் ஸ்கேனிங் அமைப்பு உருவாக்கப்பட்டது.லேசர் ஆப்டிகல் முக்கோணத்தின் கொள்கையைப் பயன்படுத்தி திட ஒளிபுகா பொருள்களின் தடிமனை இந்த அமைப்பு அளவிட முடியும்.வளர்ந்த அமைப்பு மைக்ரோமீட்டர் அளவில் அளவீடுகளின் துல்லியம் மற்றும் மறுஉருவாக்கம் ஆகியவற்றை உறுதி செய்கிறது.
இந்த திட்டத்தின் நோக்கம் மேற்பரப்பு குறைபாடு கண்டறிதலுக்கான லேசர் ஆய்வு அமைப்பை வடிவமைத்து உருவாக்குவது மற்றும் அதிவேக இன்லைன் பயன்பாடுகளுக்கான அதன் திறனை மதிப்பிடுவது ஆகும்.கண்டறிதல் அமைப்பின் முக்கிய கூறுகள் லேசர் டையோடு தொகுதி ஒரு ஒளியூட்டும் மூலமாகும், CMOS ரேண்டம் அணுகல் கேமரா ஒரு கண்டறிதல் அலகு மற்றும் ஒரு XYZ மொழிபெயர்ப்பு நிலை.பல்வேறு மாதிரி மேற்பரப்புகளை ஸ்கேன் செய்வதன் மூலம் பெறப்பட்ட தரவை பகுப்பாய்வு செய்வதற்கான அல்காரிதம்கள் உருவாக்கப்பட்டன.கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு ஆப்டிகல் முக்கோணத்தின் கொள்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது.லேசர் கற்றை மாதிரி மேற்பரப்பில் சாய்ந்த நிலையில் உள்ளது.மேற்பரப்பு உயரத்தில் உள்ள வேறுபாடு மாதிரி மேற்பரப்பில் லேசர் புள்ளியின் கிடைமட்ட இயக்கமாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது.இது முக்கோண முறையைப் பயன்படுத்தி உயர அளவீடுகளை எடுக்க அனுமதிக்கிறது.சென்சார் மூலம் அளவிடப்படும் புள்ளியின் இடப்பெயர்ச்சிக்கும் மேற்பரப்பின் செங்குத்து இடப்பெயர்ச்சிக்கும் இடையிலான உறவைப் பிரதிபலிக்கும் மாற்றக் காரணியைப் பெற வளர்ந்த கண்டறிதல் அமைப்பு முதலில் அளவீடு செய்யப்படுகிறது.மாதிரிப் பொருட்களின் வெவ்வேறு பரப்புகளில் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன: பித்தளை, அலுமினியம் மற்றும் துருப்பிடிக்காத எஃகு.உருவாக்கப்பட்ட அமைப்பு செயல்பாட்டின் போது ஏற்படும் குறைபாடுகளின் 3D நிலப்பரப்பு வரைபடத்தை துல்லியமாக உருவாக்க முடியும்.சுமார் 70 µm இடஞ்சார்ந்த தீர்மானம் மற்றும் 60 µm ஆழம் தீர்மானம் அடையப்பட்டது.அளவிடப்பட்ட தூரங்களின் துல்லியத்தை அளவிடுவதன் மூலம் கணினி செயல்திறன் சரிபார்க்கப்படுகிறது.
அதிவேக ஃபைபர் லேசர் ஸ்கேனிங் அமைப்புகள், மேற்பரப்பு குறைபாடுகளைக் கண்டறிய தானியங்கி தொழில்துறை உற்பத்தி சூழல்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.மேற்பரப்பு குறைபாடுகளைக் கண்டறிவதற்கான நவீன முறைகள் ஒளியூட்டல் மற்றும் கூறுகளைக் கண்டறிவதற்கான ஆப்டிகல் ஃபைபர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.இந்த ஆய்வறிக்கையில் ஒரு புதிய அதிவேக ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் அமைப்பின் வடிவமைப்பு மற்றும் மேம்பாடு அடங்கும்.இந்த தாளில், LED களின் இரண்டு ஆதாரங்கள், LED கள் (ஒளி உமிழும் டையோட்கள்) மற்றும் லேசர் டையோட்கள் ஆராயப்படுகின்றன.ஐந்து உமிழும் டையோட்கள் மற்றும் ஐந்து பெறும் ஃபோட்டோடியோட்களின் வரிசை ஒன்றுக்கொன்று எதிரே அமைந்துள்ளது.தரவு சேகரிப்பு LabVIEW மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி கணினியால் கட்டுப்படுத்தப்பட்டு பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகிறது.பல்வேறு பொருட்களில் துளைகள் (1 மிமீ), குருட்டு துளைகள் (2 மிமீ) மற்றும் குறிப்புகள் போன்ற மேற்பரப்பு குறைபாடுகளின் பரிமாணங்களை அளவிட இந்த அமைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது.சிஸ்டம் முதன்மையாக 2டி ஸ்கேனிங்கிற்காக வடிவமைக்கப்பட்டிருந்தாலும், அது வரையறுக்கப்பட்ட 3டி இமேஜிங் அமைப்பாகவும் செயல்பட முடியும் என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன.ஆய்வு செய்யப்பட்ட அனைத்து உலோகப் பொருட்களும் அகச்சிவப்பு சமிக்ஞைகளை பிரதிபலிக்கும் திறன் கொண்டவை என்பதையும் கணினி காட்டியது.சாய்ந்த இழைகளின் வரிசையைப் பயன்படுத்தி புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட முறையானது, அதிகபட்சமாக 100 µm (ஃபைபர் விட்டம் சேகரிக்கும்) கணினித் தீர்மானத்துடன் சரிசெய்யக்கூடிய தீர்மானத்தை அடைய கணினியை அனுமதிக்கிறது.மேற்பரப்பு சுயவிவரம், மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை, தடிமன் மற்றும் பல்வேறு பொருட்களின் பிரதிபலிப்பு ஆகியவற்றை அளவிட இந்த அமைப்பு வெற்றிகரமாக பயன்படுத்தப்பட்டது.அலுமினியம், துருப்பிடிக்காத எஃகு, பித்தளை, தாமிரம், டஃப்னால் மற்றும் பாலிகார்பனேட் ஆகியவற்றை இந்த அமைப்புடன் சோதிக்கலாம்.இந்த புதிய அமைப்பின் நன்மைகள் வேகமாக கண்டறிதல், குறைந்த விலை, சிறிய அளவு, அதிக தெளிவுத்திறன் மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மை.
புதிய சுற்றுச்சூழல் சென்சார் தொழில்நுட்பங்களை ஒருங்கிணைக்க மற்றும் பயன்படுத்த புதிய அமைப்புகளை வடிவமைத்தல், உருவாக்குதல் மற்றும் சோதனை செய்தல்.மலம் பாக்டீரியா கண்காணிப்பு பயன்பாடுகளுக்கு குறிப்பாக பொருத்தமானது
ஆற்றல் விநியோகத்தை மேம்படுத்த சிலிக்கான் சோலார் PV பேனல்களின் மைக்ரோ-நானோ கட்டமைப்பை மாற்றியமைத்தல்
இன்று உலகளாவிய சமூகம் எதிர்கொள்ளும் முக்கிய பொறியியல் சவால்களில் ஒன்று நிலையான ஆற்றல் வழங்கல் ஆகும்.புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்களை சமூகம் பெரிதும் நம்பத் தொடங்கும் நேரம் இது.சூரியன் பூமிக்கு இலவச ஆற்றலை வழங்குகிறது, ஆனால் மின்சாரம் வடிவில் இந்த ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதற்கான நவீன முறைகள் சில வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளன.ஃபோட்டோவோல்டாயிக் செல்களைப் பொறுத்தவரை, சூரிய சக்தியைச் சேகரிப்பதில் போதுமான திறன் இல்லாததே முக்கிய பிரச்சனை.கண்ணாடி அடி மூலக்கூறுகள், ஹைட்ரஜனேற்றப்பட்ட சிலிக்கான் மற்றும் துத்தநாக ஆக்சைடு அடுக்குகள் போன்ற ஒளிமின்னழுத்த செயலில் உள்ள அடுக்குகளுக்கு இடையே உள்ள தொடர்புகளை உருவாக்க லேசர் மைக்ரோமச்சினிங் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.சூரிய மின்கலத்தின் பரப்பளவை அதிகரிப்பதன் மூலம் அதிக ஆற்றலைப் பெற முடியும் என்பதும் அறியப்படுகிறது, உதாரணமாக மைக்ரோமச்சினிங் மூலம்.நானோ அளவிலான மேற்பரப்பு விவரங்கள் சூரிய மின்கலங்களின் ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் திறனை பாதிக்கின்றன என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது.இந்த ஆய்வறிக்கையின் நோக்கம், அதிக சக்தியை வழங்க மைக்ரோ, நானோ மற்றும் மீசோஸ்கேல் சோலார் செல் கட்டமைப்புகளை மாற்றியமைப்பதன் நன்மைகளை ஆராய்வதாகும்.இத்தகைய நுண் கட்டமைப்புகள் மற்றும் நானோ கட்டமைப்புகளின் தொழில்நுட்ப அளவுருக்களை மாற்றுவது, மேற்பரப்பு இடவியல் மீது அவற்றின் செல்வாக்கை ஆய்வு செய்வதை சாத்தியமாக்கும்.மின்காந்த ஒளியின் சோதனை ரீதியாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அளவுகளை வெளிப்படுத்தும்போது அவை உற்பத்தி செய்யும் ஆற்றலுக்காக செல்கள் சோதிக்கப்படும்.செல் செயல்திறன் மற்றும் மேற்பரப்பு அமைப்புக்கு இடையே ஒரு நேரடி உறவு நிறுவப்படும்.
மெட்டல் மேட்ரிக்ஸ் கலவைகள் (எம்எம்சி) பொறியியல் மற்றும் மின்னணுவியலில் கட்டமைப்புப் பொருட்களின் பங்கிற்கு விரைவாக முதன்மை வேட்பாளர்களாக மாறி வருகின்றன.அலுமினியம் (Al) மற்றும் தாமிரம் (Cu) அவற்றின் சிறந்த வெப்ப பண்புகள் (எ.கா. குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகம் (CTE), உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன்) மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட இயந்திர பண்புகள் (எ.கா. அதிக குறிப்பிட்ட வலிமை, சிறந்த செயல்திறன்) காரணமாக SiC உடன் வலுவூட்டப்பட்டது.உடைகள் எதிர்ப்பு மற்றும் குறிப்பிட்ட மாடுலஸ் ஆகியவற்றிற்கு இது பரவலாக பல்வேறு தொழில்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.சமீபத்தில், இந்த உயர் பீங்கான் MMCகள் மின்னணு தொகுப்புகளில் வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு பயன்பாடுகளுக்கான மற்றொரு போக்காக மாறியுள்ளன.பொதுவாக, ஆற்றல் சாதனப் பொதிகளில், சிப் மற்றும் தொடர்புடைய பின் கட்டமைப்புகளைக் கொண்டு செல்லும் பீங்கான் அடி மூலக்கூறுடன் இணைக்க, அலுமினியம் (அல்) அல்லது தாமிரம் (கியூ) ஒரு ஹீட்ஸின்க் அல்லது பேஸ் பிளேட்டாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.பீங்கான் மற்றும் அலுமினியம் அல்லது தாமிரம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான வெப்ப விரிவாக்கத்தின் குணகத்தின் (CTE) பெரிய வேறுபாடு பாதகமானது, ஏனெனில் இது தொகுப்பின் நம்பகத்தன்மையைக் குறைக்கிறது மற்றும் அடி மூலக்கூறுடன் இணைக்கப்படக்கூடிய பீங்கான் அடி மூலக்கூறின் அளவைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.
இந்தக் குறைபாட்டைக் கருத்தில் கொண்டு, வெப்பமாக மேம்படுத்தப்பட்ட பொருட்களுக்கான இந்தத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் புதிய பொருட்களை உருவாக்குவது, ஆய்வு செய்வது மற்றும் வகைப்படுத்துவது இப்போது சாத்தியமாகும்.மேம்படுத்தப்பட்ட வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் வெப்ப விரிவாக்கத்தின் குணகம் (CTE) பண்புகளுடன், MMC CuSiC மற்றும் AlSiC ஆகியவை இப்போது மின்னணு பேக்கேஜிங்கிற்கான சாத்தியமான தீர்வுகளாக உள்ளன.இந்த வேலை இந்த MMC களின் தனித்துவமான தெர்மோபிசிகல் பண்புகள் மற்றும் மின்னணு தொகுப்புகளின் வெப்ப மேலாண்மைக்கான அவற்றின் சாத்தியமான பயன்பாடுகளை மதிப்பீடு செய்யும்.
கார்பன் மற்றும் குறைந்த அலாய் ஸ்டீல்களால் செய்யப்பட்ட எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு தொழில் அமைப்புகளின் வெல்டிங் மண்டலத்தில் எண்ணெய் நிறுவனங்கள் குறிப்பிடத்தக்க அரிப்பை அனுபவிக்கின்றன.CO2 உள்ள சூழல்களில், அரிப்பு சேதம் பொதுவாக பல்வேறு கார்பன் எஃகு நுண் கட்டமைப்புகளில் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட பாதுகாப்பு அரிப்பு படங்களின் வலிமையில் உள்ள வேறுபாடுகளால் ஏற்படுகிறது.வெல்ட் மெட்டல் (WM) மற்றும் வெப்ப-பாதிக்கப்பட்ட மண்டலம் (HAZ) ஆகியவற்றில் உள்ள உள்ளூர் அரிப்பு, அலாய் கலவை மற்றும் நுண் கட்டமைப்பில் உள்ள வேறுபாடுகள் காரணமாக கால்வனிக் விளைவுகளால் ஏற்படுகிறது.அடிப்படை உலோகம் (PM), WM மற்றும் HAZ நுண் கட்டமைப்பு பண்புகள் லேசான எஃகு பற்றவைக்கப்பட்ட மூட்டுகளின் அரிப்பு நடத்தையில் நுண் கட்டமைப்பின் விளைவைப் புரிந்து கொள்ள ஆராயப்பட்டன.அறை வெப்பநிலையில் (20±2°C) மற்றும் pH 4.0±0.3 இல் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட நிலையில் CO2 உடன் நிறைவுற்ற 3.5% NaCl கரைசலில் அரிப்பு சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன.திறந்த சுற்று திறன், பொட்டென்டோடைனமிக் ஸ்கேனிங் மற்றும் நேரியல் துருவமுனைப்பு எதிர்ப்பு, அத்துடன் ஆப்டிகல் நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி பொதுவான மெட்டாலோகிராஃபிக் குணாதிசயம் ஆகியவற்றை நிர்ணயிப்பதற்கான மின்வேதியியல் முறைகளைப் பயன்படுத்தி அரிப்பு நடத்தையின் சிறப்பியல்புகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன.கண்டறியப்பட்ட முக்கிய உருவவியல் கட்டங்கள் அசிகுலர் ஃபெரைட், தக்கவைக்கப்பட்ட ஆஸ்டெனைட் மற்றும் WM இல் உள்ள மார்டென்சிடிக்-பைனிடிக் அமைப்பு.அவை HAZ இல் குறைவாகவே காணப்படுகின்றன.PM, VM மற்றும் HAZ இல் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் வேறுபட்ட மின்வேதியியல் நடத்தை மற்றும் அரிப்பு விகிதங்கள் கண்டறியப்பட்டன.
நீர்மூழ்கிக் குழாய்களின் மின்சாரத் திறனை மேம்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டது இந்தத் திட்டத்தின் கீழ் உள்ள பணிகள்.இந்த திசையில் நகர்த்துவதற்கான பம்ப் தொழிற்துறையின் கோரிக்கைகள் சமீபத்தில் புதிய ஐரோப்பிய ஒன்றிய சட்டத்தை அறிமுகப்படுத்தியதன் மூலம் அதிகரித்துள்ளன, இது ஒட்டுமொத்த தொழில்துறையும் புதிய மற்றும் அதிக செயல்திறனை அடைய வேண்டும்.இந்த தாள் பம்ப் சோலனாய்டு பகுதியை குளிர்விக்க குளிரூட்டும் ஜாக்கெட்டைப் பயன்படுத்துவதை பகுப்பாய்வு செய்கிறது மற்றும் வடிவமைப்பு மேம்பாடுகளை முன்மொழிகிறது.குறிப்பாக, இயக்க பம்புகளின் குளிரூட்டும் ஜாக்கெட்டுகளில் திரவ ஓட்டம் மற்றும் வெப்ப பரிமாற்றம் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.ஜாக்கெட் வடிவமைப்பில் உள்ள மேம்பாடுகள் பம்ப் மோட்டார் பகுதிக்கு சிறந்த வெப்ப பரிமாற்றத்தை வழங்கும், இதன் விளைவாக தூண்டப்பட்ட இழுவை குறைக்கும் போது மேம்படுத்தப்பட்ட பம்ப் செயல்திறன்.இந்த வேலைக்காக, தற்போதுள்ள 250 மீ3 சோதனை தொட்டியில் உலர் குழி பொருத்தப்பட்ட பம்ப் சோதனை அமைப்பு சேர்க்கப்பட்டது.இது ஓட்டப் புலத்தின் அதிவேக கேமரா கண்காணிப்பு மற்றும் பம்ப் உறையின் வெப்பப் படத்தை அனுமதிக்கிறது.CFD பகுப்பாய்வால் சரிபார்க்கப்பட்ட ஓட்டப் புலமானது, இயக்க வெப்பநிலையை முடிந்தவரை குறைவாக வைத்திருக்க மாற்று வடிவமைப்புகளின் பரிசோதனை, சோதனை மற்றும் ஒப்பீடு ஆகியவற்றை அனுமதிக்கிறது.M60-4 துருவ பம்பின் அசல் வடிவமைப்பு அதிகபட்ச வெளிப்புற பம்ப் உறை வெப்பநிலை 45 ° C மற்றும் அதிகபட்ச ஸ்டேட்டர் வெப்பநிலை 90 ° C ஆகியவற்றைத் தாங்கியது.பல்வேறு மாதிரி வடிவமைப்புகளின் பகுப்பாய்வு, திறமையான அமைப்புகளுக்கு எந்த வடிவமைப்புகள் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும் மற்றும் எதைப் பயன்படுத்தக்கூடாது என்பதைக் காட்டுகிறது.குறிப்பாக, ஒருங்கிணைந்த குளிரூட்டும் சுருளின் வடிவமைப்பு அசல் வடிவமைப்பை விட எந்த முன்னேற்றமும் இல்லை.இம்பெல்லர் பிளேடுகளின் எண்ணிக்கையை நான்கிலிருந்து எட்டாக அதிகரிப்பது, உறையில் அளவிடப்படும் இயக்க வெப்பநிலையை ஏழு டிகிரி செல்சியஸால் குறைத்தது.
உலோக செயலாக்கத்தில் அதிக சக்தி அடர்த்தி மற்றும் குறைக்கப்பட்ட வெளிப்பாடு நேரம் ஆகியவற்றின் கலவையானது மேற்பரப்பு நுண் கட்டமைப்பில் மாற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது.லேசர் செயல்முறை அளவுருக்கள் மற்றும் குளிரூட்டும் வீதத்தின் உகந்த கலவையைப் பெறுவது தானிய அமைப்பை மாற்றுவதற்கும் பொருள் மேற்பரப்பில் உள்ள பழங்குடி பண்புகளை மேம்படுத்துவதற்கும் முக்கியமானது.இந்த ஆய்வின் முக்கிய குறிக்கோள், வணிக ரீதியாக கிடைக்கும் உலோக உயிரி மூலப்பொருட்களின் பழங்குடி பண்புகளில் வேகமான துடிப்புள்ள லேசர் செயலாக்கத்தின் விளைவை ஆராய்வதாகும்.இந்த வேலை துருப்பிடிக்காத எஃகு AISI 316L மற்றும் Ti-6Al-4V இன் லேசர் மேற்பரப்பு மாற்றத்திற்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்டுள்ளது.ஒரு 1.5 kW துடிப்புள்ள CO2 லேசர் பல்வேறு லேசர் செயல்முறை அளவுருக்கள் மற்றும் அதன் விளைவாக மேற்பரப்பு நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் உருவவியல் ஆகியவற்றின் தாக்கத்தை ஆய்வு செய்ய பயன்படுத்தப்பட்டது.லேசர் கதிர்வீச்சு திசைக்கு செங்குத்தாக சுழற்றப்பட்ட உருளை மாதிரியைப் பயன்படுத்தி, லேசர் கதிர்வீச்சு தீவிரம், வெளிப்பாடு நேரம், ஆற்றல் பாய்ச்சல் அடர்த்தி மற்றும் துடிப்பு அகலம் ஆகியவை வேறுபடுகின்றன.SEM, EDX, ஊசி கடினத்தன்மை அளவீடுகள் மற்றும் XRD பகுப்பாய்வு ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி குணாதிசயம் செய்யப்பட்டது.சோதனை செயல்முறையின் ஆரம்ப அளவுருக்களை அமைக்க மேற்பரப்பு வெப்பநிலை முன்கணிப்பு மாதிரியும் செயல்படுத்தப்பட்டது.உருகிய எஃகு மேற்பரப்பின் லேசர் சிகிச்சைக்கான பல குறிப்பிட்ட அளவுருக்களை தீர்மானிக்க செயல்முறை மேப்பிங் பின்னர் மேற்கொள்ளப்பட்டது.ஒளிர்வு, வெளிப்பாடு நேரம், செயலாக்க ஆழம் மற்றும் பதப்படுத்தப்பட்ட மாதிரியின் கடினத்தன்மை ஆகியவற்றுக்கு இடையே ஒரு வலுவான தொடர்பு உள்ளது.நுண் கட்டமைப்பு மாற்றங்களின் ஆழம் மற்றும் கடினத்தன்மை அதிக வெளிப்பாடு நிலைகள் மற்றும் வெளிப்பாடு நேரங்களுடன் தொடர்புடையது.சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட பகுதியின் கடினத்தன்மை மற்றும் ஆழத்தை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், மேற்பரப்பில் ஏற்படும் உருகும் அளவைக் கணிக்க ஆற்றல் சரள மற்றும் மேற்பரப்பு வெப்பநிலை மாதிரிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.லேசர் கற்றையின் தொடர்பு நேரம் அதிகரிக்கும் போது, பல்வேறு ஆய்வு செய்யப்பட்ட துடிப்பு ஆற்றல் நிலைகளுக்கு எஃகின் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை அதிகரிக்கிறது.படிகங்களின் இயல்பான சீரமைப்பைத் தக்கவைக்க மேற்பரப்பு அமைப்பு காணப்பட்டாலும், லேசர் சிகிச்சை பகுதிகளில் தானிய நோக்குநிலை மாற்றங்கள் காணப்பட்டன.
திசு அழுத்த நடத்தையின் பகுப்பாய்வு மற்றும் குணாதிசயம் மற்றும் சாரக்கட்டு வடிவமைப்பிற்கான அதன் தாக்கங்கள்
இந்த திட்டத்தில், பல்வேறு சாரக்கட்டு வடிவவியல்கள் உருவாக்கப்பட்டன மற்றும் எலும்பு கட்டமைப்பின் இயந்திர பண்புகள், திசு வளர்ச்சியில் அவற்றின் பங்கு மற்றும் சாரக்கட்டுகளில் அழுத்தம் மற்றும் அழுத்தத்தின் அதிகபட்ச விநியோகம் ஆகியவற்றைப் புரிந்துகொள்ள வரையறுக்கப்பட்ட உறுப்பு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது.CAD உடன் வடிவமைக்கப்பட்ட சாரக்கட்டு கட்டமைப்புகளுடன் கூடுதலாக டிராபெகுலர் எலும்பு மாதிரிகளின் கம்ப்யூட்டட் டோமோகிராபி (CT) ஸ்கேன்கள் சேகரிக்கப்பட்டன.இந்த வடிவமைப்புகள் முன்மாதிரிகளை உருவாக்க மற்றும் சோதிக்க உங்களை அனுமதிக்கின்றன, அத்துடன் இந்த வடிவமைப்புகளின் FEM ஐச் செய்யவும்.நுண் சிதைவுகளின் இயந்திர அளவீடுகள் புனையப்பட்ட சாரக்கட்டுகள் மற்றும் தொடை தலை எலும்பின் டிராபெகுலர் மாதிரிகள் ஆகியவற்றில் செய்யப்பட்டன, மேலும் இந்த முடிவுகள் அதே கட்டமைப்புகளுக்கு FEA ஆல் பெறப்பட்டவற்றுடன் ஒப்பிடப்பட்டன.இயந்திர பண்புகள் வடிவமைக்கப்பட்ட துளை வடிவம் (கட்டமைப்பு), துளை அளவு (120, 340 மற்றும் 600 µm) மற்றும் ஏற்றுதல் நிலைகள் (ஏற்றுதல் தொகுதிகளுடன் அல்லது இல்லாமல்) ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது என்று நம்பப்படுகிறது.இந்த அளவுருக்களில் மாற்றங்கள் 8 மிமீ3, 22.7 மிமீ3 மற்றும் 1000 மிமீ3 ஆகியவற்றின் நுண்துளை கட்டமைப்புகளுக்கு அழுத்த விநியோகத்தில் அவற்றின் விளைவை விரிவாக ஆய்வு செய்வதற்காக ஆராயப்பட்டன.சோதனைகள் மற்றும் உருவகப்படுத்துதல்களின் முடிவுகள், கட்டமைப்பின் வடிவியல் வடிவமைப்பு மன அழுத்தத்தை விநியோகிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது, மேலும் எலும்பு மீளுருவாக்கம் மேம்படுத்த கட்டமைப்பின் வடிவமைப்பின் பெரும் திறனை எடுத்துக்காட்டுகிறது.பொதுவாக, ஒட்டுமொத்த அதிகபட்ச அழுத்த அளவை நிர்ணயிப்பதில் துளை அளவு போரோசிட்டி அளவை விட முக்கியமானது.இருப்பினும், சாரக்கட்டு கட்டமைப்புகளின் ஆஸ்டியோகாண்டக்டிவிட்டியை தீர்மானிப்பதில் போரோசிட்டியின் அளவும் முக்கியமானது.போரோசிட்டி அளவு 30% முதல் 70% வரை அதிகரிக்கும் போது, அதே துளை அளவுக்கு அதிகபட்ச அழுத்த மதிப்பு கணிசமாக அதிகரிக்கிறது.
சாரக்கட்டையின் துளை அளவும் புனையமைப்பு முறைக்கு முக்கியமானது.விரைவான முன்மாதிரியின் அனைத்து நவீன முறைகளும் சில வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளன.வழக்கமான புனைகதை மிகவும் பல்துறையாக இருந்தாலும், மிகவும் சிக்கலான மற்றும் சிறிய வடிவமைப்புகளை உருவாக்குவது பெரும்பாலும் சாத்தியமற்றது.இந்த தொழில்நுட்பங்களில் பெரும்பாலானவை தற்போது பெயரளவில் 500 µm க்கும் குறைவான துளைகளை உருவாக்க முடியவில்லை.எனவே, இந்த வேலையில் 600 µm துளை அளவு கொண்ட முடிவுகள் தற்போதைய விரைவான உற்பத்தி தொழில்நுட்பங்களின் உற்பத்தி திறன்களுக்கு மிகவும் பொருத்தமானவை.வழங்கப்பட்ட அறுகோண அமைப்பு, ஒரு திசையில் மட்டுமே கருதப்பட்டாலும், கன சதுரம் மற்றும் முக்கோணத்தின் அடிப்படையிலான கட்டமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது மிகவும் அனிசோட்ரோபிக் கட்டமைப்பாக இருக்கும்.அறுகோண கட்டமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது கனசதுர மற்றும் முக்கோண கட்டமைப்புகள் ஒப்பீட்டளவில் ஐசோட்ரோபிக் ஆகும்.வடிவமைக்கப்பட்ட சாரக்கட்டுகளின் ஆஸ்டியோகாண்டக்டிவிட்டியைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது அனிசோட்ரோபி முக்கியமானது.மன அழுத்தம் விநியோகம் மற்றும் துளை இருப்பிடம் மறுவடிவமைப்பு செயல்முறையை பாதிக்கிறது, மேலும் வெவ்வேறு ஏற்றுதல் நிலைகள் அதிகபட்ச அழுத்த மதிப்பையும் அதன் இருப்பிடத்தையும் மாற்றலாம்.முக்கிய ஏற்றுதல் திசையானது செல்கள் பெரிய துளைகளாக வளர மற்றும் ஊட்டச்சத்துக்கள் மற்றும் கட்டுமானப் பொருட்களை வழங்குவதற்கு துளை அளவு மற்றும் விநியோகத்தை ஊக்குவிக்க வேண்டும்.இந்த வேலையின் மற்றொரு சுவாரஸ்யமான முடிவு, தூண்களின் குறுக்குவெட்டில் மன அழுத்தத்தின் விநியோகத்தை ஆய்வு செய்வதன் மூலம், மையத்துடன் ஒப்பிடும்போது தூண்களின் மேற்பரப்பில் அதிக அழுத்த மதிப்புகள் பதிவு செய்யப்படுகின்றன.இந்த வேலையில், துளை அளவு, போரோசிட்டி நிலை மற்றும் ஏற்றுதல் முறை ஆகியவை கட்டமைப்பில் அனுபவிக்கும் அழுத்த நிலைகளுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையவை என்று காட்டப்பட்டது.இந்த கண்டுபிடிப்புகள் ஸ்ட்ரட் கட்டமைப்புகளை உருவாக்கும் சாத்தியத்தை நிரூபிக்கின்றன, இதில் ஸ்ட்ரட் மேற்பரப்பில் அழுத்த அளவுகள் அதிக அளவில் மாறுபடும், இது செல் இணைப்பு மற்றும் வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கும்.
செயற்கை எலும்பு மாற்று சாரக்கட்டுகள் தனித்தனியாக பண்புகளை வடிவமைக்கவும், வரம்புக்குட்பட்ட நன்கொடையாளர் இருப்பை சமாளிக்கவும் மற்றும் எலும்பு ஒருங்கிணைப்பை மேம்படுத்தவும் வாய்ப்பளிக்கின்றன.பெரிய அளவில் வழங்கக்கூடிய உயர்தர ஒட்டுண்ணிகளை வழங்குவதன் மூலம் எலும்பு பொறியியல் இந்த சிக்கல்களைத் தீர்ப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.இந்த பயன்பாடுகளில், உள் மற்றும் வெளிப்புற சாரக்கட்டு வடிவவியல் மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது, ஏனெனில் அவை இயந்திர பண்புகள், ஊடுருவல் மற்றும் செல் பெருக்கம் ஆகியவற்றில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.அதிவேக முன்மாதிரி தொழில்நுட்பமானது, கொடுக்கப்பட்ட மற்றும் உகந்த வடிவவியலுடன், உயர் துல்லியத்துடன் தயாரிக்கப்படும் தரமற்ற பொருட்களைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது.உயிர் இணக்கமான கால்சியம் பாஸ்பேட் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி எலும்பு சாரக்கட்டுகளின் சிக்கலான வடிவவியலை உருவாக்குவதற்கான 3D பிரிண்டிங் நுட்பங்களின் திறனை இந்தக் கட்டுரை ஆராய்கிறது.தனியுரிமப் பொருளின் ஆரம்ப ஆய்வுகள் முன்னறிவிக்கப்பட்ட திசை இயந்திர நடத்தையை அடைய முடியும் என்பதைக் காட்டுகின்றன.புனையப்பட்ட மாதிரிகளின் திசை இயந்திர பண்புகளின் உண்மையான அளவீடுகள் வரையறுக்கப்பட்ட உறுப்பு பகுப்பாய்வு (FEM) முடிவுகளின் அதே போக்குகளைக் காட்டின.உயிரியக்க இணக்கமான கால்சியம் பாஸ்பேட் சிமெண்டிலிருந்து திசு பொறியியல் வடிவியல் சாரக்கட்டுகளை உருவாக்குவதற்கு 3D பிரிண்டிங்கின் சாத்தியக்கூறுகளையும் இந்த வேலை நிரூபிக்கிறது.கால்சியம் ஹைட்ரஜன் பாஸ்பேட் மற்றும் கால்சியம் ஹைட்ராக்சைடு ஆகியவற்றின் ஒரே மாதிரியான கலவையைக் கொண்ட தூள் அடுக்கில் டிசோடியம் ஹைட்ரஜன் பாஸ்பேட்டின் அக்வஸ் கரைசலுடன் அச்சிடுவதன் மூலம் கட்டமைப்புகள் செய்யப்பட்டன.ஈரமான இரசாயன படிவு எதிர்வினை 3D அச்சுப்பொறியின் தூள் படுக்கையில் நடைபெறுகிறது.தயாரிக்கப்பட்ட கால்சியம் பாஸ்பேட் சிமெண்டின் (CPC) அளவீட்டு சுருக்கத்தின் இயந்திர பண்புகளை அளவிட திட மாதிரிகள் செய்யப்பட்டன.இவ்வாறு தயாரிக்கப்பட்ட பாகங்கள் சராசரியாக 3.59 MPa நெகிழ்ச்சித்தன்மை மற்றும் 0.147 MPa சராசரி சுருக்க வலிமையைக் கொண்டிருந்தன.சின்டரிங் சுருக்க பண்புகளில் குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது (E = 9.15 MPa, σt = 0.483 MPa), ஆனால் பொருளின் குறிப்பிட்ட பரப்பளவைக் குறைக்கிறது.சின்டரிங் செய்வதன் விளைவாக, கால்சியம் பாஸ்பேட் சிமென்ட் β-ட்ரைகால்சியம் பாஸ்பேட் (β-TCP) மற்றும் ஹைட்ராக்ஸிபடைட் (HA) ஆக சிதைகிறது, இது தெர்மோகிராவிமெட்ரிக் மற்றும் டிஃபெரன்ஷியல் வெப்ப பகுப்பாய்வு (TGA/DTA) மற்றும் எக்ஸ்ரே டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் பகுப்பாய்வு ( XRD).அதிக ஏற்றப்பட்ட உள்வைப்புகளுக்கு பண்புகள் போதுமானதாக இல்லை, அங்கு தேவையான வலிமை 1.5 முதல் 150 MPa வரை இருக்கும், மேலும் சுருக்க விறைப்புத்தன்மை 10 MPa ஐ விட அதிகமாக உள்ளது.இருப்பினும், மக்கும் பாலிமர்களுடன் ஊடுருவல் போன்ற பிந்தைய செயலாக்கம், இந்த கட்டமைப்புகளை ஸ்டென்ட் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக மாற்றலாம்.
குறிக்கோள்: மண்ணின் இயக்கவியலில் ஆராய்ச்சி, மொத்தப் பொருட்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் அதிர்வு மிகவும் திறமையான துகள் சீரமைப்பு மற்றும் மொத்தத்தில் செயல்படத் தேவையான ஆற்றலைக் குறைக்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.எலும்பு தாக்க செயல்பாட்டில் அதிர்வின் தாக்கத்திற்கான ஒரு முறையை உருவாக்குவதும், தாக்கப்பட்ட ஒட்டுகளின் இயந்திர பண்புகளில் அதன் விளைவை மதிப்பிடுவதும் எங்கள் குறிக்கோளாக இருந்தது.
கட்டம் 1: நோவியோமகஸ் எலும்பு ஆலையைப் பயன்படுத்தி பசுவின் தொடை எலும்பின் 80 தலைகளை அரைத்தல்.ஒட்டுக்கள் பின்னர் ஒரு சல்லடை தட்டில் ஒரு துடிப்பு உப்பு கழுவும் முறையைப் பயன்படுத்தி கழுவப்பட்டன.ஒரு அதிர்வு-தாக்க சாதனம் உருவாக்கப்பட்டது, இரண்டு 15 V DC மோட்டார்கள் ஒரு உலோக உருளைக்குள் பொருத்தப்பட்ட விசித்திரமான எடைகளுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளன.எலும்பைத் தாக்கும் செயல்முறையை இனப்பெருக்கம் செய்ய கொடுக்கப்பட்ட உயரத்திலிருந்து 72 முறை அதன் மீது எடையை எறியுங்கள்.அதிர்வு அறையில் நிறுவப்பட்ட முடுக்கமானி மூலம் அளவிடப்பட்ட அதிர்வு அதிர்வெண் வரம்பு சோதிக்கப்பட்டது.ஒவ்வொரு வெட்டு சோதனையும் நான்கு வெவ்வேறு சாதாரண சுமைகளில் தொடர்ச்சியான அழுத்த-திரிபு வளைவுகளைப் பெற மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்பட்டது.ஒவ்வொரு சோதனைக்கும் Mohr-Coulomb தோல்வி உறைகள் கட்டப்பட்டன, அதில் இருந்து வெட்டு வலிமை மற்றும் தடுப்பு மதிப்புகள் பெறப்பட்டன.
கட்டம் 2: அறுவைசிகிச்சை அமைப்புகளில் சந்திக்கும் வளமான சூழலைப் பிரதிபலிக்க இரத்தத்தைச் சேர்ப்பதன் மூலம் பரிசோதனையை மீண்டும் செய்யவும்.
நிலை 1: அதிர்வின் அனைத்து அதிர்வெண்களிலும் அதிகரித்த அதிர்வு கொண்ட ஒட்டுதல்கள் அதிர்வு இல்லாத தாக்கத்துடன் ஒப்பிடும்போது அதிக வெட்டு வலிமையைக் காட்டியது.60 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வு மிகப்பெரிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியது மற்றும் குறிப்பிடத்தக்கதாக இருந்தது.
நிலை 2: அதிர்வு இல்லாத தாக்கத்தை விட நிறைவுற்ற கூட்டுத்தொகைகளில் கூடுதல் அதிர்வு தாக்கத்துடன் ஒட்டுதல் அனைத்து சாதாரண சுருக்க சுமைகளுக்கும் குறைந்த வெட்டு வலிமையைக் காட்டியது.
முடிவு: சிவில் இன்ஜினியரிங் கொள்கைகள் பொருத்தப்பட்ட எலும்பின் பொருத்துதலுக்கு பொருந்தும்.உலர் திரட்டுகளில், அதிர்வுகளைச் சேர்ப்பது தாக்கத் துகள்களின் இயந்திர பண்புகளை மேம்படுத்தலாம்.எங்கள் கணினியில், உகந்த அதிர்வு அதிர்வெண் 60 ஹெர்ட்ஸ் ஆகும்.நிறைவுற்ற திரட்டுகளில், அதிர்வு அதிகரிப்பு மொத்தத்தின் வெட்டு வலிமையை மோசமாக பாதிக்கிறது.இதை திரவமாக்கல் செயல்முறை மூலம் விளக்கலாம்.
இந்த மாற்றங்களுக்கு பதிலளிக்கும் திறனை மதிப்பிடுவதற்காக, அதில் நிற்கும் பாடங்களுக்கு இடையூறு விளைவிக்கும் ஒரு அமைப்பை வடிவமைத்தல், உருவாக்குதல் மற்றும் சோதிப்பது இந்த வேலையின் நோக்கமாகும்.நபர் நிற்கும் மேற்பரப்பை விரைவாக சாய்த்து, கிடைமட்ட நிலைக்குத் திரும்புவதன் மூலம் இதைச் செய்யலாம்.இதிலிருந்து பாடங்கள் ஒரு சமநிலை நிலையை பராமரிக்க முடிந்ததா என்பதையும், இந்த சமநிலையை மீட்டெடுக்க எவ்வளவு நேரம் எடுத்தது என்பதையும் தீர்மானிக்க முடியும்.பொருளின் தோரணை செல்வாக்கை அளவிடுவதன் மூலம் இந்த சமநிலை நிலை தீர்மானிக்கப்படும்.சோதனையின் போது எவ்வளவு ஊசலாடுகிறது என்பதைத் தீர்மானிக்க, அவர்களின் இயற்கையான தோரணை ஸ்வே ஒரு கால் அழுத்த சுயவிவரப் பேனலைக் கொண்டு அளவிடப்பட்டது.இந்த அமைப்பு தற்போது வணிக ரீதியாக கிடைப்பதை விட பல்துறை மற்றும் மலிவு விலையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் இந்த இயந்திரங்கள் ஆராய்ச்சிக்கு முக்கியமானவை என்றாலும், அவற்றின் அதிக விலை காரணமாக அவை தற்போது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படவில்லை.இந்தக் கட்டுரையில் வழங்கப்பட்ட புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட அமைப்பு 100 கிலோ எடையுள்ள சோதனைப் பொருட்களை நகர்த்துவதற்குப் பயன்படுத்தப்பட்டது.
இந்த வேலையில், பொறியியல் மற்றும் இயற்பியல் அறிவியலில் ஆறு ஆய்வக சோதனைகள் மாணவர்களுக்கான கற்றல் செயல்முறையை மேம்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.இந்த சோதனைகளுக்கு மெய்நிகர் கருவிகளை நிறுவி உருவாக்குவதன் மூலம் இது அடையப்படுகிறது.மெய்நிகர் கருவிகளின் பயன்பாடு பாரம்பரிய ஆய்வக கற்பித்தல் முறைகளுடன் நேரடியாக ஒப்பிடப்படுகிறது, மேலும் இரண்டு அணுகுமுறைகளின் வளர்ச்சிக்கான அடிப்படையும் விவாதிக்கப்படுகிறது.இந்த வேலையுடன் தொடர்புடைய இதேபோன்ற திட்டங்களில் கணினி உதவி கற்றல் (CBL) பயன்படுத்தி முந்தைய வேலை, மெய்நிகர் கருவிகளின் சில நன்மைகளை மதிப்பீடு செய்ய பயன்படுத்தப்பட்டது, குறிப்பாக மாணவர்களின் ஆர்வம், நினைவகத்தை தக்கவைத்தல், புரிந்துகொள்ளுதல் மற்றும் இறுதியில் ஆய்வக அறிக்கையிடல் ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையவை..தொடர்புடைய நன்மைகள்.இந்த ஆய்வில் விவாதிக்கப்பட்ட மெய்நிகர் பரிசோதனையானது பாரம்பரிய பாணி பரிசோதனையின் திருத்தப்பட்ட பதிப்பாகும், எனவே புதிய CBL நுட்பத்தை பாரம்பரிய பாணி ஆய்வகத்துடன் நேரடியாக ஒப்பிடுகிறது.சோதனையின் இரண்டு பதிப்புகளுக்கு இடையே கருத்தியல் வேறுபாடு இல்லை, அது வழங்கப்படும் விதத்தில் மட்டுமே வேறுபாடு உள்ளது.இந்த CBL முறைகளின் செயல்திறன் பாரம்பரிய சோதனை முறையில் செய்யும் அதே வகுப்பில் உள்ள மற்ற மாணவர்களுடன் ஒப்பிடும்போது மெய்நிகர் கருவியைப் பயன்படுத்தும் மாணவர்களின் செயல்திறனைக் கவனிப்பதன் மூலம் மதிப்பிடப்பட்டது.அனைத்து மாணவர்களும் தங்கள் சோதனைகள் மற்றும் கேள்வித்தாள்கள் தொடர்பான அறிக்கைகள், பல தேர்வு கேள்விகள் சமர்ப்பிப்பதன் மூலம் மதிப்பிடப்படுகிறார்கள்.இந்த ஆய்வின் முடிவுகள் CBL துறையில் தொடர்புடைய பிற ஆய்வுகளுடன் ஒப்பிடப்பட்டன.
இடுகை நேரம்: பிப்ரவரி-19-2023