આ કાર્યનો ઉદ્દેશ્ય ઉચ્ચ પરિમાણીય ચોકસાઈ અને પૂર્વનિર્ધારિત પ્રક્રિયા ખર્ચ સાથે સ્વચાલિત લેસર પ્રોસેસિંગ પ્રક્રિયા વિકસાવવાનો છે.આ કાર્યમાં PMMA માં આંતરિક Nd:YVO4 માઈક્રોચેનલ્સના લેસર ફેબ્રિકેશન માટે કદ અને કિંમત અનુમાન મોડલનું વિશ્લેષણ અને માઇક્રોફ્લુઇડિક ઉપકરણોના ફેબ્રિકેશન માટે પોલીકાર્બોનેટની આંતરિક લેસર પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.આ પ્રોજેક્ટ ધ્યેયો હાંસલ કરવા માટે, ANN અને DoE એ CO2 અને Nd:YVO4 લેસર સિસ્ટમના કદ અને કિંમતની સરખામણી કરી.એન્કોડર તરફથી પ્રતિસાદ સાથે રેખીય સ્થિતિની સબમાઇક્રોન ચોકસાઈ સાથે પ્રતિસાદ નિયંત્રણનો સંપૂર્ણ અમલીકરણ લાગુ કરવામાં આવે છે.ખાસ કરીને, લેસર રેડિયેશન અને સેમ્પલ પોઝીશનીંગનું ઓટોમેશન FPGA દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.Nd:YVO4 સિસ્ટમ ઓપરેટિંગ પ્રક્રિયાઓ અને સૉફ્ટવેરની ઊંડાણપૂર્વકની જાણકારીએ કંટ્રોલ યુનિટને કોમ્પેક્ટ-રિઓ પ્રોગ્રામેબલ ઓટોમેશન કંટ્રોલર (PAC) સાથે બદલવાની મંજૂરી આપી, જે LabVIEW કોડ કંટ્રોલ સબમિક્રોન એન્કોડર્સના ઉચ્ચ રિઝોલ્યુશન ફીડબેક 3D પોઝિશનિંગ સ્ટેપમાં પરિપૂર્ણ થયું હતું. .LabVIEW કોડમાં આ પ્રક્રિયાનું સંપૂર્ણ ઓટોમેશન વિકાસમાં છે.વર્તમાન અને ભાવિ કાર્યમાં પરિમાણીય ચોકસાઈના માપ, ચોકસાઈ અને ડિઝાઈન સિસ્ટમ્સની પુનઃઉત્પાદનક્ષમતા અને રાસાયણિક/વિશ્લેષણાત્મક એપ્લિકેશનો અને વિભાજન વિજ્ઞાન માટે માઇક્રોફ્લુઇડિક અને લેબોરેટરી ઉપકરણ-ઓન-એ-ચીપ ફેબ્રિકેશન માટે માઇક્રોચેનલ ભૂમિતિના સંબંધિત ઑપ્ટિમાઇઝેશનનો સમાવેશ થાય છે.
મોલ્ડેડ સેમી-હાર્ડ મેટલ (SSM) ભાગોના અસંખ્ય ઉપયોગ માટે ઉત્તમ યાંત્રિક ગુણધર્મોની જરૂર છે.ઉત્કૃષ્ટ યાંત્રિક ગુણધર્મો જેમ કે વસ્ત્રો પ્રતિરોધકતા, ઉચ્ચ શક્તિ અને જડતા અલ્ટ્રા-ફાઇન ગ્રેઇન સાઈઝ દ્વારા બનાવવામાં આવેલ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર લક્ષણો પર આધાર રાખે છે.આ અનાજનું કદ સામાન્ય રીતે SSM ની શ્રેષ્ઠ પ્રક્રિયાક્ષમતા પર આધાર રાખે છે.જો કે, SSM કાસ્ટિંગમાં ઘણીવાર અવશેષ છિદ્રાળુતા હોય છે, જે કામગીરી માટે અત્યંત હાનિકારક છે.આ કાર્યમાં, ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા ભાગો મેળવવા માટે અર્ધ-સખત ધાતુઓને મોલ્ડિંગ કરવાની મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓની શોધ કરવામાં આવશે.આ ભાગોમાં છિદ્રાળુતા ઘટાડવી જોઈએ અને માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરલ લાક્ષણિકતાઓમાં સુધારો થવો જોઈએ, જેમાં અલ્ટ્રા-ફાઈન અનાજનું કદ અને સખ્તાઈના અવક્ષેપોનું સમાન વિતરણ અને એલોયિંગ માઇક્રોએલિમેન્ટ કમ્પોઝિશનનો સમાવેશ થાય છે.ખાસ કરીને, ઇચ્છિત માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરના વિકાસ પર સમય-તાપમાન પ્રીટ્રીટમેન્ટ પદ્ધતિના પ્રભાવનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવશે.સામૂહિક સુધારણાના પરિણામે થતા ગુણધર્મો, જેમ કે તાકાત, કઠિનતા અને જડતામાં વધારો, તપાસ કરવામાં આવશે.
આ કાર્ય પલ્સ્ડ લેસર પ્રોસેસિંગ મોડનો ઉપયોગ કરીને H13 ટૂલ સ્ટીલની સપાટીના લેસર ફેરફારનો અભ્યાસ છે.હાથ ધરવામાં આવેલ પ્રારંભિક પ્રાયોગિક સ્ક્રિનિંગ યોજના વધુ ઑપ્ટિમાઇઝ વિગતવાર યોજનામાં પરિણમી.10.6 µm ની તરંગલંબાઇ સાથે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO2) લેસરનો ઉપયોગ થાય છે.અભ્યાસની પ્રાયોગિક યોજનામાં, ત્રણ અલગ-અલગ કદના લેસર સ્પોટનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો: 0.4, 0.2 અને 0.09 mm વ્યાસ.અન્ય નિયંત્રણક્ષમ પરિમાણો લેસર પીક પાવર, પલ્સ રિપીટિશન રેટ અને પલ્સ ઓવરલેપ છે.0.1 MPa ના દબાણ પર આર્ગોન ગેસ સતત લેસર પ્રક્રિયા કરવામાં મદદ કરે છે.CO2 લેસર તરંગલંબાઇ પર સપાટીની શોષણક્ષમતા વધારવા માટે પ્રક્રિયા પહેલા નમૂના H13 ને રફ અને રાસાયણિક રીતે કોતરવામાં આવ્યું હતું.મેટાલોગ્રાફિક અભ્યાસ માટે લેસર-સારવાર કરાયેલ નમૂનાઓ તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા અને તેમના ભૌતિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મો દર્શાવવામાં આવ્યા હતા.મેટાલોગ્રાફિક અભ્યાસો અને રાસાયણિક રચનાનું વિશ્લેષણ ઊર્જા વિખેરનાર એક્સ-રે સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી સાથે સંયોજનમાં સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું.ક્યુ Kα રેડિયેશન અને 1.54 Å ની તરંગલંબાઇ સાથે XRD સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને સંશોધિત સપાટીની સ્ફટિકીયતા અને તબક્કાની તપાસ કરવામાં આવી હતી.સ્ટાઈલસ પ્રોફાઇલિંગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને સપાટીની પ્રોફાઇલ માપવામાં આવે છે.સંશોધિત સપાટીઓની કઠિનતા ગુણધર્મો વિકર્સ ડાયમંડ માઈક્રોઈન્ડેન્ટેશન દ્વારા માપવામાં આવી હતી.ખાસ ઉત્પાદિત થર્મલ થાક સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને સંશોધિત સપાટીઓના થાક ગુણધર્મો પર સપાટીની ખરબચડીના પ્રભાવનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો.એવું અવલોકન કરવામાં આવ્યું છે કે 500 nm કરતા ઓછા અલ્ટ્રાફાઇન કદ સાથે સંશોધિત સપાટીના અનાજ મેળવવાનું શક્ય છે.લેસર ટ્રીટેડ H13 નમૂનાઓ પર 35 થી 150 µm ની રેન્જમાં સપાટીની ઊંડાઈમાં સુધારો થયો હતો.સંશોધિત H13 સપાટીની સ્ફટિકીયતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થઈ છે, જે લેસર સારવાર પછી સ્ફટિકોના રેન્ડમ વિતરણ સાથે સંકળાયેલ છે.H13 Ra ની લઘુત્તમ સુધારેલ સરેરાશ સપાટીની ખરબચડી 1.9 µm છે.બીજી મહત્વપૂર્ણ શોધ એ છે કે સંશોધિત H13 સપાટીની કઠિનતા વિવિધ લેસર સેટિંગ્સ પર 728 થી 905 HV0.1 સુધીની છે.લેસર પરિમાણોની અસરને વધુ સમજવા માટે થર્મલ સિમ્યુલેશન પરિણામો (હીટિંગ અને કૂલિંગ રેટ) અને કઠિનતા પરિણામો વચ્ચેનો સંબંધ સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો હતો.આ પરિણામો વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને હીટ-શિલ્ડિંગ કોટિંગ્સને સુધારવા માટે સપાટીને સખત બનાવવાની પદ્ધતિઓના વિકાસ માટે મહત્વપૂર્ણ છે.
GAA sliotar માટે લાક્ષણિક કોરો વિકસાવવા માટે ઘન સ્પોર્ટ્સ બોલની પેરામેટ્રિક અસર ગુણધર્મો
આ અભ્યાસનો મુખ્ય ધ્યેય અસર પર સ્લિઓટર કોરની ગતિશીલ વર્તણૂકનું લક્ષણ છે.બોલની વિસ્કોઇલાસ્ટિક લાક્ષણિકતાઓ અસર વેગની શ્રેણી માટે કરવામાં આવી હતી.આધુનિક પોલિમર ગોળાઓ તાણ દર પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે, જ્યારે પરંપરાગત બહુ-ઘટક ગોળાઓ તાણ આધારિત હોય છે.બિનરેખીય વિસ્કોએલાસ્ટિક પ્રતિભાવ બે જડતા મૂલ્યો દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે: પ્રારંભિક જડતા અને બલ્ક જડતા.ઝડપના આધારે પરંપરાગત દડા આધુનિક દડા કરતાં 2.5 ગણા વધુ સખત હોય છે.પરંપરાગત દડાઓની જડતામાં ઝડપી વધારો થવાના પરિણામે આધુનિક દડાની સરખામણીમાં વધુ બિન-રેખીય COR વેગમાં પરિણમે છે.ગતિશીલ જડતા પરિણામો અર્ધ-સ્થિર પરીક્ષણો અને વસંત સિદ્ધાંત સમીકરણોની મર્યાદિત લાગુતા દર્શાવે છે.ગોળાકાર વિકૃતિની વર્તણૂકનું વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્રનું વિસ્થાપન અને ડાયમેટ્રિકલ કમ્પ્રેશન તમામ પ્રકારના ગોળાઓ માટે સુસંગત નથી.વ્યાપક પ્રોટોટાઇપિંગ પ્રયોગો દ્વારા, બોલના પ્રદર્શન પર ઉત્પાદનની સ્થિતિની અસરની તપાસ કરવામાં આવી હતી.દડાની શ્રેણીના ઉત્પાદન માટે તાપમાન, દબાણ અને સામગ્રીની રચનાના ઉત્પાદન પરિમાણો અલગ-અલગ હતા.પોલિમરની કઠિનતા જડતા પર અસર કરે છે પરંતુ ઊર્જાના વિસર્જનને નહીં, જડતા વધવાથી બોલની જડતા વધે છે.ન્યુક્લિએટિંગ એડિટિવ્સ બોલની પ્રતિક્રિયાશીલતાને અસર કરે છે, ઉમેરણોની માત્રામાં વધારો બોલની પ્રતિક્રિયાત્મકતામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે, પરંતુ આ અસર પોલિમર ગ્રેડ પ્રત્યે સંવેદનશીલ છે.બોલની અસર માટેના પ્રતિભાવનું અનુકરણ કરવા માટે ત્રણ ગાણિતિક મોડલનો ઉપયોગ કરીને સંખ્યાત્મક વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.પ્રથમ મૉડલ માત્ર મર્યાદિત હદ સુધી જ દડાની વર્તણૂકનું પુનઃઉત્પાદન કરવામાં સક્ષમ હોવાનું સાબિત થયું હતું, જો કે અગાઉ અન્ય પ્રકારના દડાઓ પર તેનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.બીજા મોડેલે બોલ ઈમ્પેક્ટ રિસ્પોન્સનું વાજબી પ્રતિનિધિત્વ દર્શાવ્યું હતું જે સામાન્ય રીતે પરીક્ષણ કરાયેલા તમામ બોલ પ્રકારોને લાગુ પડતું હતું, પરંતુ ફોર્સ-ડિસ્પ્લેસમેન્ટ રિસ્પોન્સની આગાહીની ચોકસાઈ એટલી ઊંચી ન હતી જેટલી મોટા પાયે અમલીકરણ માટે જરૂરી હતી.બોલ પ્રતિભાવનું અનુકરણ કરતી વખતે ત્રીજા મોડેલે નોંધપાત્ર રીતે વધુ સારી ચોકસાઈ દર્શાવી.આ મૉડલ માટે મૉડલ દ્વારા જનરેટ કરાયેલ બળ મૂલ્યો પ્રાયોગિક ડેટા સાથે 95% સુસંગત છે.
આ કાર્યથી બે મુખ્ય લક્ષ્યો પ્રાપ્ત થયા.એક ઉચ્ચ-તાપમાન રુધિરકેશિકા વિસ્કોમીટરની ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન છે, અને બીજું ડિઝાઇનમાં મદદ કરવા અને સરખામણીના હેતુઓ માટે ડેટા પ્રદાન કરવા માટે અર્ધ-સોલિડ મેટલ ફ્લો સિમ્યુલેશન છે.ઉચ્ચ તાપમાન કેશિલરી વિસ્કોમીટર બનાવવામાં આવ્યું હતું અને પ્રારંભિક પરીક્ષણ માટે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.ઉપકરણનો ઉપયોગ ઉદ્યોગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સમાન તાપમાન અને શીયર રેટની સ્થિતિમાં અર્ધ-હાર્ડ ધાતુઓની સ્નિગ્ધતા માપવા માટે કરવામાં આવશે.કેશિલરી વિસ્કોમીટર એ એક સિંગલ પોઈન્ટ સિસ્ટમ છે જે સમગ્ર રુધિરકેશિકામાં પ્રવાહ અને દબાણના ઘટાડાને માપીને સ્નિગ્ધતાની ગણતરી કરી શકે છે, કારણ કે સ્નિગ્ધતા દબાણના ઘટાડાના સીધા પ્રમાણસર અને પ્રવાહના વિપરિત પ્રમાણસર છે.ડિઝાઇન માપદંડોમાં 800ºC સુધી સારી રીતે નિયંત્રિત તાપમાન, 10,000 s-1 થી ઉપરના ઇન્જેક્શન શીયર રેટ અને નિયંત્રિત ઇન્જેક્શન પ્રોફાઇલ્સ માટેની આવશ્યકતાઓનો સમાવેશ થાય છે.કોમ્પ્યુટેશનલ ફ્લુઇડ ડાયનેમિક્સ (CFD) માટે FLUENT સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને દ્વિ-પરિમાણીય દ્વિ-તબક્કાના સૈદ્ધાંતિક સમય-આશ્રિત મોડલને વિકસાવવામાં આવ્યું હતું.આનો ઉપયોગ અર્ધ-ઘન ધાતુઓની સ્નિગ્ધતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે કરવામાં આવ્યો છે કારણ કે તેઓ 0.075, 0.5 અને 1 m/s ના ઇન્જેક્શન વેગ પર ડિઝાઇન કરેલ કેશિલરી વિસ્કોમીટરમાંથી પસાર થાય છે.0.25 થી 0.50 સુધીના મેટાલિક સોલિડ્સ (fs) ના અપૂર્ણાંકની અસરની પણ તપાસ કરવામાં આવી હતી.અસ્ખલિત મોડેલ વિકસાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પાવર-લો સ્નિગ્ધતા સમીકરણ માટે, આ પરિમાણો અને પરિણામી સ્નિગ્ધતા વચ્ચે મજબૂત સહસંબંધ નોંધવામાં આવ્યો હતો.
આ પેપર બેચ કમ્પોસ્ટિંગ પ્રક્રિયામાં Al-SiC મેટલ મેટ્રિક્સ કંપોઝીટ (MMC) ના ઉત્પાદન પર પ્રક્રિયા પરિમાણોની અસરની તપાસ કરે છે.પ્રક્રિયાના પરિમાણોનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો જેમાં સ્ટિરર સ્પીડ, સ્ટિરર ટાઈમ, સ્ટિરર ભૂમિતિ, સ્ટિરર પોઝીશન, મેટાલિક લિક્વિડ ટેમ્પરેચર (સ્નિગ્ધતા) નો સમાવેશ થાય છે.વિઝ્યુઅલ સિમ્યુલેશન ઓરડાના તાપમાને (25±C), કમ્પ્યુટર સિમ્યુલેશન અને MMC Al-SiC ના ઉત્પાદન માટે ચકાસણી પરીક્ષણો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા.વિઝ્યુઅલ અને કોમ્પ્યુટર સિમ્યુલેશનમાં, પાણી અને ગ્લિસરીન/પાણીનો ઉપયોગ અનુક્રમે પ્રવાહી અને અર્ધ-ઘન એલ્યુમિનિયમનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે થતો હતો.1, 300, 500, 800, અને 1000 mPa s ની સ્નિગ્ધતા અને 50, 100, 150, 200, 250, અને 300 rpm ની ગતિશીલતાની અસરોની તપાસ કરવામાં આવી હતી.ભાગ દીઠ 10 રોલ્સ.% પ્રબલિત SiC કણો, એલ્યુમિનિયમ MMK માં ઉપયોગમાં લેવાતા સમાન, વિઝ્યુલાઇઝેશન અને કોમ્પ્યુટેશનલ પરીક્ષણોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે.ઇમેજિંગ પરીક્ષણો સ્પષ્ટ ગ્લાસ બીકરમાં હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા.કોમ્પ્યુટેશનલ સિમ્યુલેશન ફ્લુએન્ટ (CFD પ્રોગ્રામ) અને વૈકલ્પિક MixSim પેકેજનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યા હતા.આમાં યુલેરિયન (દાણાદાર) મોડલનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પાદન માર્ગોના 2D અક્ષીય સપ્રમાણતાવાળા મલ્ટિફેઝ સમય-આધારિત સિમ્યુલેશનનો સમાવેશ થાય છે.મિશ્રણ ભૂમિતિ અને સ્ટિરર રોટેશન સ્પીડ પર કણોના વિક્ષેપ સમય, સ્થાયી થવાનો સમય અને વમળની ઊંચાઈની અવલંબન સ્થાપિત કરવામાં આવી છે.°એટ પેડલ્સ સાથે સ્ટિરર માટે, 60 ડિગ્રીનો ચપ્પુનો ખૂણો ઝડપથી કણોના સમાન વિક્ષેપ મેળવવા માટે વધુ યોગ્ય હોવાનું જણાયું છે.આ પરીક્ષણોના પરિણામ સ્વરૂપે, એવું જાણવા મળ્યું કે SiCનું સમાન વિતરણ મેળવવા માટે, પાણી-SiC સિસ્ટમ માટે હલાવવાની ઝડપ 150 rpm અને ગ્લિસરોલ/વોટર-SiC સિસ્ટમ માટે 300 rpm હતી.એવું જાણવા મળ્યું હતું કે સ્નિગ્ધતા 1 mPa·s (પ્રવાહી ધાતુ માટે) થી વધારીને 300 mPa·s (અર્ધ-નક્કર ધાતુ માટે) એ SiC ના વિક્ષેપ અને જમા થવાના સમય પર ભારે અસર કરી હતી.જો કે, 300 mPa·s થી 1000 mPa·s સુધીનો વધુ વધારો આ સમયે થોડી અસર કરે છે.આ કાર્યના નોંધપાત્ર ભાગમાં આ ઉચ્ચ તાપમાન સારવાર પદ્ધતિ માટે સમર્પિત ઝડપી સખત કાસ્ટિંગ મશીનની ડિઝાઇન, બાંધકામ અને માન્યતાનો સમાવેશ થાય છે.મશીનમાં 60 ડિગ્રીના ખૂણા પર ચાર સપાટ બ્લેડ અને પ્રતિકારક ગરમી સાથે ભઠ્ઠી ચેમ્બરમાં ક્રુસિબલ હોય છે.ઇન્સ્ટોલેશનમાં એક્ટ્યુએટરનો સમાવેશ થાય છે જે પ્રોસેસ્ડ મિશ્રણને ઝડપથી ઓલવી નાખે છે.આ સાધનનો ઉપયોગ Al-SiC સંયુક્ત સામગ્રીના ઉત્પાદન માટે થાય છે.સામાન્ય રીતે, વિઝ્યુલાઇઝેશન, ગણતરી અને પ્રાયોગિક પરીક્ષણ પરિણામો વચ્ચે સારો કરાર જોવા મળ્યો હતો.
ત્યાં ઘણી જુદી જુદી રેપિડ પ્રોટોટાઇપિંગ (RP) તકનીકો છે જે મુખ્યત્વે છેલ્લા દાયકામાં મોટા પાયે ઉપયોગ માટે વિકસાવવામાં આવી છે.ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ સિસ્ટમો આજે વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ છે જે કાગળ, મીણ, પ્રકાશ-ક્યોરિંગ રેઝિન, પોલિમર અને નોવેલ મેટલ પાવડરનો ઉપયોગ કરીને વિવિધ તકનીકોનો ઉપયોગ કરે છે.આ પ્રોજેક્ટમાં ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ પદ્ધતિ, ફ્યુઝ્ડ ડિપોઝિશન મોડલિંગનો સમાવેશ થાય છે, જેનું સૌપ્રથમ 1991માં વ્યાપારીકરણ કરવામાં આવ્યું હતું. આ કાર્યમાં, મીણનો ઉપયોગ કરીને સરફેસિંગ દ્વારા મોડેલિંગ માટેની સિસ્ટમની નવી આવૃત્તિ વિકસાવવામાં આવી હતી અને તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.આ પ્રોજેક્ટ સિસ્ટમની મૂળભૂત ડિઝાઇન અને મીણ જમા કરવાની પદ્ધતિનું વર્ણન કરે છે.FDM મશીનો ગરમ નોઝલ દ્વારા પૂર્વનિર્ધારિત પેટર્નમાં અર્ધ-પીગળેલી સામગ્રીને પ્લેટફોર્મ પર બહાર કાઢીને ભાગો બનાવે છે.એક્સટ્રુઝન નોઝલ કમ્પ્યુટર સિસ્ટમ દ્વારા નિયંત્રિત XY ટેબલ પર માઉન્ટ થયેલ છે.પ્લેન્જર મિકેનિઝમના સ્વચાલિત નિયંત્રણ અને ડિપોઝિટરની સ્થિતિ સાથે સંયોજનમાં, સચોટ મોડેલ્સ બનાવવામાં આવે છે.2D અને 3D ઑબ્જેક્ટ્સ બનાવવા માટે મીણના એક સ્તરો એકબીજાની ટોચ પર સ્ટેક કરવામાં આવે છે.મોડેલોની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે મીણના ગુણધર્મોનું પણ વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું છે.આમાં મીણના તબક્કા સંક્રમણ તાપમાન, મીણની સ્નિગ્ધતા અને પ્રક્રિયા દરમિયાન મીણના ડ્રોપનો આકાર શામેલ છે.
છેલ્લાં પાંચ વર્ષોમાં, સિટી યુનિવર્સિટી ડબલિન ડિવિઝન સાયન્સ ક્લસ્ટરની સંશોધન ટીમોએ બે લેસર માઇક્રોમશીનિંગ પ્રક્રિયાઓ વિકસાવી છે જે પ્રજનનક્ષમ માઇક્રોન-સ્કેલ રિઝોલ્યુશન સાથે ચેનલો અને વોક્સેલ બનાવી શકે છે.આ કાર્યનું ધ્યાન લક્ષ્ય બાયોમોલેક્યુલ્સને અલગ કરવા માટે કસ્ટમ સામગ્રીના ઉપયોગ પર છે.પ્રારંભિક કાર્ય દર્શાવે છે કે વિભાજન ક્ષમતાઓને સુધારવા માટે કેશિલરી મિશ્રણ અને સપાટી ચેનલોના નવા મોર્ફોલોજીસ બનાવી શકાય છે.આ કાર્ય સપાટીની ભૂમિતિઓ અને ચેનલોને ડિઝાઇન કરવા માટે ઉપલબ્ધ માઇક્રોમશીનિંગ ટૂલ્સના ઉપયોગ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે જે જૈવિક પ્રણાલીઓના સુધારેલા વિભાજન અને લાક્ષણિકતા પ્રદાન કરશે.આ સિસ્ટમોનો ઉપયોગ બાયોડાયગ્નોસ્ટિક હેતુઓ માટે લેબ-ઓન-એ-ચીપ અભિગમને અનુસરશે.આ વિકસિત ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને બનાવેલા ઉપકરણોનો ઉપયોગ પ્રોજેક્ટની માઇક્રોફ્લુઇડિક લેબોરેટરીમાં એક ચિપ પર કરવામાં આવશે.પ્રોજેક્ટનો ધ્યેય લેસર પ્રોસેસિંગ પેરામીટર્સ અને માઇક્રો- અને નેનોસ્કેલ ચેનલ લાક્ષણિકતાઓ વચ્ચે સીધો સંબંધ પ્રદાન કરવા માટે પ્રાયોગિક ડિઝાઇન, ઑપ્ટિમાઇઝેશન અને સિમ્યુલેશન તકનીકોનો ઉપયોગ કરવાનો છે, અને આ માહિતીનો ઉપયોગ આ માઇક્રોટેકનોલોજીઓમાં વિભાજન ચેનલોને સુધારવા માટે છે.કાર્યના ચોક્કસ આઉટપુટમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: વિભાજન વિજ્ઞાનને સુધારવા માટે ચેનલ ડિઝાઇન અને સપાટી આકારશાસ્ત્ર;સંકલિત ચિપ્સમાં પંમ્પિંગ અને નિષ્કર્ષણના મોનોલિથિક તબક્કાઓ;એકીકૃત ચિપ્સ પર પસંદ કરેલ અને અર્કિત લક્ષ્ય બાયોમોલેક્યુલ્સનું વિભાજન.
પેલ્ટિયર એરે અને ઇન્ફ્રારેડ થર્મોગ્રાફીનો ઉપયોગ કરીને રુધિરકેશિકા એલસી કૉલમ સાથે ટેમ્પોરલ તાપમાન ગ્રેડિએન્ટ્સ અને રેખાંશ પ્રોફાઇલનું નિર્માણ અને નિયંત્રણ
સીરીયલ રીતે ગોઠવાયેલા વ્યક્તિગત રીતે નિયંત્રિત થર્મોઈલેક્ટ્રીક પેલ્ટિયર કોષોના ઉપયોગના આધારે કેશિલરી કોલમના ચોક્કસ તાપમાન નિયંત્રણ માટે એક નવું સીધું સંપર્ક પ્લેટફોર્મ વિકસાવવામાં આવ્યું છે.પ્લેટફોર્મ કેશિલરી અને માઇક્રો એલસી કૉલમ માટે ઝડપી તાપમાન નિયંત્રણ પૂરું પાડે છે અને ટેમ્પોરલ અને અવકાશી તાપમાનના એક સાથે પ્રોગ્રામિંગને મંજૂરી આપે છે.પ્લેટફોર્મ 10 સંરેખિત પેલ્ટિયર કોષોમાંના પ્રત્યેક માટે આશરે 400 °C/મિનિટના રેમ્પ રેટ સાથે 15 થી 200 °C ની તાપમાન શ્રેણીમાં કાર્ય કરે છે.સિસ્ટમનું મૂલ્યાંકન અસંખ્ય બિન-માનક રુધિરકેશિકા-આધારિત માપન મોડ્સ માટે કરવામાં આવ્યું છે, જેમ કે રેખીય અને બિન-રેખીય રૂપરેખાઓ સાથે તાપમાનના ગ્રેડિયન્ટ્સની સીધી એપ્લિકેશન, જેમાં સ્ટેટિક કૉલમ ટેમ્પરેચર ગ્રેડિયન્ટ્સ અને ટેમ્પોરલ ટેમ્પોરલ ટેમ્પરેચર ગ્રેડિએન્ટ્સ, ચોક્કસ તાપમાન નિયંત્રિત ગ્રેડિએન્ટ્સ, પોલિમરાઇઝ્ડ કેપિલરી મોનોલિથિક સ્થિર તબક્કાઓ, અને માઇક્રોફ્લુઇડિક ચેનલોમાં મોનોલિથિક તબક્કાઓનું નિર્માણ (ચિપ પર).સાધનનો ઉપયોગ પ્રમાણભૂત અને કૉલમ ક્રોમેટોગ્રાફી સિસ્ટમ્સ સાથે થઈ શકે છે.
નાના વિશ્લેષકોના પૂર્વ-કેન્દ્રીકરણ માટે દ્વિ-પરિમાણીય પ્લાનર માઇક્રોફ્લુઇડિક ઉપકરણમાં ઇલેક્ટ્રોહાઇડ્રોડાયનેમિક ફોકસિંગ
આ કાર્યમાં ઇલેક્ટ્રોહાઇડ્રોડાયનેમિક ફોકસિંગ (EHDF) અને પૂર્વ-સંવર્ધન અને પ્રજાતિઓની ઓળખના વિકાસમાં મદદ કરવા માટે ફોટોન ટ્રાન્સફરનો સમાવેશ થાય છે.EHDF એ હાઇડ્રોડાયનેમિક અને વિદ્યુત દળો વચ્ચે સંતુલન સ્થાપિત કરવા પર આધારિત આયન-સંતુલિત ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાની પદ્ધતિ છે, જેમાં રસના આયનો સ્થિર બને છે.આ અભ્યાસ પરંપરાગત માઇક્રોચેનલ સિસ્ટમને બદલે 2D ઓપન 2D ફ્લેટ સ્પેસ પ્લાનર માઇક્રોફ્લુઇડિક ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને નવી પદ્ધતિ રજૂ કરે છે.આવા ઉપકરણો મોટા પ્રમાણમાં પદાર્થોને પૂર્વ-કેન્દ્રિત કરી શકે છે અને ઉત્પાદન માટે પ્રમાણમાં સરળ છે.આ અભ્યાસ COMSOL Multiphysics® 3.5a નો ઉપયોગ કરીને નવા વિકસિત સિમ્યુલેશનના પરિણામો રજૂ કરે છે.ઓળખાયેલ પ્રવાહ ભૂમિતિઓ અને ઉચ્ચ સાંદ્રતાના ક્ષેત્રોને ચકાસવા માટે આ મોડેલોના પરિણામોની પ્રાયોગિક પરિણામો સાથે સરખામણી કરવામાં આવી હતી.વિકસિત સંખ્યાત્મક માઇક્રોફ્લુઇડિક મોડલની સરખામણી અગાઉ પ્રકાશિત થયેલા પ્રયોગો સાથે કરવામાં આવી હતી અને પરિણામો ખૂબ જ સુસંગત હતા.આ સિમ્યુલેશનના આધારે, EHDF માટે શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓ પ્રદાન કરવા માટે નવા પ્રકારના જહાજ પર સંશોધન કરવામાં આવ્યું હતું.ચિપનો ઉપયોગ કરીને પ્રાયોગિક પરિણામોએ મોડેલના પ્રદર્શનને પાછળ રાખી દીધું.ફેબ્રિકેટેડ માઇક્રોફ્લુઇડિક ચિપ્સમાં, એક નવો મોડ જોવા મળ્યો હતો, જેને લેટરલ EGDP કહેવાય છે, જ્યારે અભ્યાસ હેઠળનો પદાર્થ લાગુ વોલ્ટેજ પર લંબરૂપ કેન્દ્રિત હતો.કારણ કે શોધ અને ઇમેજિંગ એ આવી પૂર્વ-સંવર્ધન અને પ્રજાતિ ઓળખ પ્રણાલીના મુખ્ય પાસાઓ છે.દ્વિ-પરિમાણીય માઇક્રોફ્લુઇડિક સિસ્ટમ્સમાં પ્રકાશના પ્રસાર અને પ્રકાશની તીવ્રતાના વિતરણની સંખ્યાત્મક મોડેલ્સ અને પ્રાયોગિક ચકાસણી રજૂ કરવામાં આવી છે.પ્રકાશના પ્રસારના વિકસિત આંકડાકીય મોડલને સિસ્ટમ દ્વારા પ્રકાશના વાસ્તવિક માર્ગની દ્રષ્ટિએ અને તીવ્રતાના વિતરણની દ્રષ્ટિએ પ્રાયોગિક રીતે સફળતાપૂર્વક ચકાસવામાં આવ્યું હતું, જેણે ફોટોપોલિમરાઇઝેશન સિસ્ટમને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા તેમજ ઓપ્ટિકલ ડિટેક્શન સિસ્ટમ્સ માટે રસ ધરાવતા પરિણામો આપ્યા હતા. રુધિરકેશિકાઓનો ઉપયોગ કરીને..
ભૂમિતિના આધારે, માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સનો ઉપયોગ ટેલિકોમ્યુનિકેશન, માઇક્રોફ્લુઇડિક્સ, માઇક્રોસેન્સર્સ, ડેટા વેરહાઉસિંગ, ગ્લાસ કટીંગ અને ડેકોરેટિવ માર્કિંગમાં થઈ શકે છે.આ કાર્યમાં, Nd:YVO4 અને CO2 લેસર સિસ્ટમના પરિમાણોની સેટિંગ્સ અને માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સના કદ અને આકારશાસ્ત્ર વચ્ચેના સંબંધની તપાસ કરવામાં આવી હતી.લેસર સિસ્ટમના અભ્યાસ કરેલા પરિમાણોમાં પાવર P, પલ્સ રિપીટિશન રેટ PRF, કઠોળની સંખ્યા N અને સ્કેન રેટ Uનો સમાવેશ થાય છે. માપેલા આઉટપુટ પરિમાણોમાં સમકક્ષ વોક્સેલ વ્યાસ તેમજ માઇક્રોચેનલ પહોળાઈ, ઊંડાઈ અને સપાટીની ખરબચડીનો સમાવેશ થાય છે.પોલીકાર્બોનેટ નમુનાઓની અંદર માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સ બનાવવા માટે Nd:YVO4 લેસર (2.5 W, 1.604 µm, 80 ns) નો ઉપયોગ કરીને 3D માઇક્રોમશીનિંગ સિસ્ટમ વિકસાવવામાં આવી હતી.માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરલ વોક્સેલનો વ્યાસ 48 થી 181 µm છે.સિસ્ટમ સોડા-લાઈમ ગ્લાસ, ફ્યુઝ્ડ સિલિકા અને સેફાયર સેમ્પલમાં 5 થી 10 µm રેન્જમાં નાના વોક્સેલ્સ બનાવવા માટે માઇક્રોસ્કોપ ઉદ્દેશ્યોનો ઉપયોગ કરીને ચોક્કસ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.એક CO2 લેસર (1.5 kW, 10.6 µm, ન્યુનત્તમ પલ્સ સમયગાળો 26 µs) નો ઉપયોગ સોડા-લાઈમ ગ્લાસ સેમ્પલમાં માઇક્રો ચેનલ બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.વી-ગ્રુવ્સ, યુ-ગ્રુવ્સ અને સુપરફિસિયલ એબ્લેશન સાઇટ્સ વચ્ચે માઇક્રોચેનલનો ક્રોસ-વિભાગીય આકાર વ્યાપકપણે બદલાય છે.માઇક્રોચેનલના કદ પણ મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે: 81 થી 365 µm પહોળા, 3 થી 379 µm ઊંડાઈ સુધી અને સપાટીની ખરબચડી 2 થી 13 µm સુધી, સ્થાપન પર આધાર રાખીને.પ્રતિભાવ સપાટી પદ્ધતિ (RSM) અને પ્રયોગોની ડિઝાઇન (DOE) નો ઉપયોગ કરીને લેસર પ્રોસેસિંગ પરિમાણો અનુસાર માઇક્રોચેનલ કદની તપાસ કરવામાં આવી હતી.એકત્રિત પરિણામોનો ઉપયોગ વોલ્યુમેટ્રિક અને માસ એબ્લેશન રેટ પર પ્રક્રિયા પરિમાણોની અસરનો અભ્યાસ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.વધુમાં, પ્રક્રિયાને સમજવામાં મદદ કરવા અને વાસ્તવિક બનાવટ પહેલા ચેનલ ટોપોલોજીની આગાહી કરવા માટે એક થર્મલ પ્રક્રિયા ગાણિતિક મોડલ વિકસાવવામાં આવ્યું છે.
મેટ્રોલોજી ઉદ્યોગ હંમેશા સપાટીની ટોપોગ્રાફીનું સચોટ અને ઝડપથી અન્વેષણ કરવા અને ડિજિટાઇઝ કરવાની નવી રીતો શોધે છે, જેમાં સપાટીની ખરબચડી પરિમાણોની ગણતરી કરવી અને મોડેલિંગ અથવા રિવર્સ એન્જિનિયરિંગ માટે બિંદુ વાદળો (એક અથવા વધુ સપાટીઓનું વર્ણન કરતા ત્રિ-પરિમાણીય બિંદુઓના સેટ) બનાવવાનો સમાવેશ થાય છે.સિસ્ટમો અસ્તિત્વમાં છે, અને છેલ્લા દાયકામાં ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સ લોકપ્રિયતામાં વૃદ્ધિ પામી છે, પરંતુ મોટાભાગના ઓપ્ટિકલ પ્રોફાઇલર્સ ખરીદવા અને જાળવવા માટે ખર્ચાળ છે.સિસ્ટમના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, ઓપ્ટિકલ પ્રોફાઇલર ડિઝાઇન કરવા માટે પણ મુશ્કેલ હોઈ શકે છે અને તેમની નાજુકતા મોટાભાગની દુકાન અથવા ફેક્ટરી એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય ન હોઈ શકે.આ પ્રોજેક્ટ ઓપ્ટિકલ ત્રિકોણના સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરીને પ્રોફાઇલરના વિકાસને આવરી લે છે.વિકસિત સિસ્ટમમાં 200 x 120 mmનો સ્કેનિંગ ટેબલ વિસ્તાર અને 5 mm ની ઊભી માપન શ્રેણી છે.લક્ષ્ય સપાટી ઉપરના લેસર સેન્સરની સ્થિતિ પણ 15 મીમી દ્વારા એડજસ્ટેબલ છે.વપરાશકર્તા દ્વારા પસંદ કરેલા ભાગો અને સપાટીના વિસ્તારોના સ્વચાલિત સ્કેનિંગ માટે નિયંત્રણ કાર્યક્રમ વિકસાવવામાં આવ્યો હતો.આ નવી સિસ્ટમ પરિમાણીય ચોકસાઈ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.સિસ્ટમની માપેલ મહત્તમ કોસાઇન ભૂલ 0.07° છે.સિસ્ટમની ગતિશીલ ચોકસાઈ Z-અક્ષ (ઊંચાઈ) માં 2 µm અને X અને Y અક્ષમાં લગભગ 10 µm માપવામાં આવે છે.સ્કેન કરેલા ભાગો (સિક્કા, સ્ક્રૂ, વોશર્સ અને ફાઈબર લેન્સ ડાઈઝ) વચ્ચેના કદનો ગુણોત્તર સારો હતો.સિસ્ટમ પરીક્ષણની પણ ચર્ચા કરવામાં આવશે, જેમાં પ્રોફાઇલરની મર્યાદાઓ અને શક્ય સિસ્ટમ સુધારણાઓનો સમાવેશ થાય છે.
આ પ્રોજેક્ટનો ઉદ્દેશ સપાટીની ખામીની તપાસ માટે નવી ઓપ્ટિકલ હાઇ-સ્પીડ ઓનલાઈન સિસ્ટમ વિકસાવવાનો અને તેની લાક્ષણિકતા આપવાનો છે.નિયંત્રણ સિસ્ટમ ઓપ્ટિકલ ત્રિકોણના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે અને પ્રસરેલી સપાટીઓની ત્રિ-પરિમાણીય પ્રોફાઇલ નક્કી કરવા માટે બિન-સંપર્ક પદ્ધતિ પ્રદાન કરે છે.ડેવલપમેન્ટ સિસ્ટમના મુખ્ય ઘટકોમાં ડાયોડ લેસર, CCf15 CMOS કૅમેરા અને બે PC-નિયંત્રિત સર્વો મોટર્સનો સમાવેશ થાય છે.સેમ્પલ મૂવમેન્ટ, ઇમેજ કેપ્ચર અને 3D સરફેસ પ્રોફાઇલિંગ લેબવ્યૂ સોફ્ટવેરમાં પ્રોગ્રામ કરેલ છે.3D સ્કેન કરેલી સપાટીના વર્ચ્યુઅલ રેન્ડરિંગ માટે એક પ્રોગ્રામ બનાવીને અને સપાટીના જરૂરી રફનેસ પરિમાણોની ગણતરી કરીને કેપ્ચર કરેલા ડેટાને તપાસવાની સુવિધા આપી શકાય છે.સર્વો મોટર્સનો ઉપયોગ નમૂનાને X અને Y દિશામાં 0.05 µm ના રિઝોલ્યુશન સાથે ખસેડવા માટે થાય છે.વિકસિત બિન-સંપર્ક ઓનલાઈન સરફેસ પ્રોફાઇલર ઝડપી સ્કેનિંગ અને ઉચ્ચ રિઝોલ્યુશન સપાટી નિરીક્ષણ કરી શકે છે.વિકસિત સિસ્ટમનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ વિવિધ નમૂના સામગ્રીની સપાટી પર સ્વચાલિત 2D સપાટી પ્રોફાઇલ્સ, 3D સપાટી પ્રોફાઇલ્સ અને સપાટીની રફનેસ માપન બનાવવા માટે થાય છે.સ્વયંસંચાલિત નિરીક્ષણ સાધનોમાં 12 x 12 મીમીનો XY સ્કેનિંગ વિસ્તાર છે.વિકસિત પ્રોફાઇલિંગ સિસ્ટમની લાક્ષણિકતા અને માપાંકિત કરવા માટે, સિસ્ટમ દ્વારા માપવામાં આવેલી સપાટીની પ્રોફાઇલની સરખામણી ઓપ્ટિકલ માઈક્રોસ્કોપ, બાયનોક્યુલર માઈક્રોસ્કોપ, AFM અને Mitutoyo Surftest-402નો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવેલી સમાન સપાટી સાથે કરવામાં આવી હતી.
ઉત્પાદનોની ગુણવત્તા અને તેમાં વપરાતી સામગ્રી માટેની આવશ્યકતાઓ વધુને વધુ માંગ બની રહી છે.ઘણી વિઝ્યુઅલ ક્વોલિટી એશ્યોરન્સ (QA) સમસ્યાઓનો ઉકેલ એ વાસ્તવિક સમયની સ્વચાલિત સપાટી નિરીક્ષણ સિસ્ટમનો ઉપયોગ છે.આને ઉચ્ચ થ્રુપુટ પર સમાન ઉત્પાદન ગુણવત્તાની જરૂર છે.તેથી, એવી સિસ્ટમની જરૂર છે જે વાસ્તવિક સમયમાં સામગ્રી અને સપાટીઓનું પરીક્ષણ કરવા માટે 100% સક્ષમ હોય.આ ધ્યેય હાંસલ કરવા માટે, લેસર ટેક્નોલોજી અને કોમ્પ્યુટર કંટ્રોલ ટેક્નોલોજીનું સંયોજન અસરકારક ઉકેલ પૂરો પાડે છે.આ કાર્યમાં, એક હાઇ-સ્પીડ, ઓછી કિંમતની અને ઉચ્ચ-ચોકસાઇ વગરની નોન-કોન્ટેક્ટ લેસર સ્કેનિંગ સિસ્ટમ વિકસાવવામાં આવી હતી.સિસ્ટમ લેસર ઓપ્ટિકલ ત્રિકોણના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને ઘન અપારદર્શક પદાર્થોની જાડાઈને માપવામાં સક્ષમ છે.વિકસિત સિસ્ટમ માઇક્રોમીટર સ્તરે માપની ચોકસાઈ અને પુનઃઉત્પાદનક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરે છે.
આ પ્રોજેક્ટનો ઉદ્દેશ્ય સપાટીની ખામી શોધવા માટે લેસર ઇન્સ્પેક્શન સિસ્ટમની રચના અને વિકાસ કરવાનો છે અને હાઇ સ્પીડ ઇનલાઇન એપ્લિકેશન માટે તેની સંભવિતતાનું મૂલ્યાંકન કરવાનો છે.ડિટેક્શન સિસ્ટમના મુખ્ય ઘટકો પ્રકાશના સ્ત્રોત તરીકે લેસર ડાયોડ મોડ્યુલ, ડિટેક્શન યુનિટ તરીકે CMOS રેન્ડમ એક્સેસ કેમેરા અને XYZ અનુવાદ સ્ટેજ છે.વિવિધ નમૂનાની સપાટીઓને સ્કેન કરીને મેળવેલા ડેટાનું વિશ્લેષણ કરવા માટેના અલ્ગોરિધમ્સ વિકસાવવામાં આવ્યા હતા.નિયંત્રણ સિસ્ટમ ઓપ્ટિકલ ત્રિકોણના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.લેસર બીમ એ નમૂનાની સપાટી પર ત્રાંસી ઘટના છે.સપાટીની ઊંચાઈમાં તફાવત પછી નમૂનાની સપાટી પર લેસર સ્પોટની આડી હિલચાલ તરીકે લેવામાં આવે છે.આ ત્રિકોણ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને ઊંચાઈ માપન કરવાની મંજૂરી આપે છે.રૂપાંતરણ પરિબળ મેળવવા માટે વિકસિત શોધ પ્રણાલીને પ્રથમ માપાંકિત કરવામાં આવે છે જે સેન્સર દ્વારા માપવામાં આવતા બિંદુના વિસ્થાપન અને સપાટીના ઊભી વિસ્થાપન વચ્ચેના સંબંધને પ્રતિબિંબિત કરશે.પ્રયોગો નમૂના સામગ્રીની વિવિધ સપાટીઓ પર હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા: પિત્તળ, એલ્યુમિનિયમ અને સ્ટેનલેસ સ્ટીલ.વિકસિત સિસ્ટમ ઓપરેશન દરમિયાન થતી ખામીઓનો 3D ટોપોગ્રાફિક નકશો ચોક્કસ રીતે જનરેટ કરવામાં સક્ષમ છે.લગભગ 70 µm નું અવકાશી રીઝોલ્યુશન અને 60 µm નું ઊંડાણ રીઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત થયું હતું.માપેલા અંતરની ચોકસાઈને માપીને સિસ્ટમની કામગીરી પણ ચકાસવામાં આવે છે.
હાઇ-સ્પીડ ફાઇબર લેસર સ્કેનિંગ સિસ્ટમ્સનો ઉપયોગ સપાટીની ખામીઓ શોધવા માટે સ્વચાલિત ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન વાતાવરણમાં થાય છે.સપાટીની ખામીઓ શોધવા માટેની વધુ આધુનિક પદ્ધતિઓમાં પ્રકાશ અને ઘટકોની તપાસ માટે ઓપ્ટિકલ ફાઇબરનો ઉપયોગ શામેલ છે.આ નિબંધમાં નવી હાઈ-સ્પીડ ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક સિસ્ટમની રચના અને વિકાસનો સમાવેશ થાય છે.આ પેપરમાં, એલઈડીના બે સ્ત્રોતો, એલઈડી (પ્રકાશ ઉત્સર્જક ડાયોડ્સ) અને લેસર ડાયોડની તપાસ કરવામાં આવી છે.પાંચ એમિટિંગ ડાયોડ અને પાંચ રિસિવિંગ ફોટોડાયોડ્સની પંક્તિ એકબીજાની સામે સ્થિત છે.LabVIEW સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને પીસી દ્વારા ડેટા સંગ્રહનું નિયંત્રણ અને વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.વિવિધ સામગ્રીઓમાં છિદ્રો (1 મીમી), અંધ છિદ્રો (2 મીમી) અને ખાંચો જેવા સપાટીની ખામીના પરિમાણોને માપવા માટે સિસ્ટમનો ઉપયોગ થાય છે.પરિણામો દર્શાવે છે કે જ્યારે સિસ્ટમ મુખ્યત્વે 2D સ્કેનિંગ માટે બનાવાયેલ છે, તે મર્યાદિત 3D ઇમેજિંગ સિસ્ટમ તરીકે પણ કાર્ય કરી શકે છે.સિસ્ટમે એ પણ દર્શાવ્યું હતું કે અભ્યાસ કરાયેલ તમામ ધાતુની સામગ્રી ઇન્ફ્રારેડ સિગ્નલોને પ્રતિબિંબિત કરવામાં સક્ષમ છે.વલણવાળા ફાઇબરની એરેનો ઉપયોગ કરીને નવી વિકસિત પદ્ધતિ સિસ્ટમને લગભગ 100 µm (ફાઇબર વ્યાસ એકત્રિત કરીને) ના મહત્તમ સિસ્ટમ રીઝોલ્યુશન સાથે એડજસ્ટેબલ રીઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે.વિવિધ સામગ્રીઓની સપાટીની રૂપરેખા, સપાટીની ખરબચડી, જાડાઈ અને પ્રતિબિંબ માપવા માટે સિસ્ટમનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.એલ્યુમિનિયમ, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ, પિત્તળ, તાંબુ, ટફનોલ અને પોલીકાર્બોનેટનું પરીક્ષણ આ સિસ્ટમથી કરી શકાય છે.આ નવી સિસ્ટમના ફાયદા ઝડપી શોધ, ઓછી કિંમત, નાની સાઇઝ, ઉચ્ચ રિઝોલ્યુશન અને લવચીકતા છે.
નવી પર્યાવરણીય સેન્સર તકનીકોને એકીકૃત કરવા અને જમાવટ કરવા માટે નવી સિસ્ટમોની રચના, નિર્માણ અને પરીક્ષણ કરો.ખાસ કરીને ફેકલ બેક્ટેરિયા મોનિટરિંગ એપ્લિકેશન્સ માટે યોગ્ય
ઉર્જા પુરવઠામાં સુધારો કરવા માટે સિલિકોન સોલર પીવી પેનલ્સના માઇક્રો-નેનો સ્ટ્રક્ચરમાં ફેરફાર કરવો
આજે વૈશ્વિક સમાજનો સામનો કરી રહેલા મુખ્ય એન્જિનિયરિંગ પડકારોમાંનો એક ટકાઉ ઊર્જા પુરવઠો છે.સમાજ માટે રિન્યુએબલ એનર્જી સ્ત્રોતો પર વધુ આધાર રાખવાનો સમય આવી ગયો છે.સૂર્ય પૃથ્વીને મફત ઉર્જા પ્રદાન કરે છે, પરંતુ આ ઉર્જાનો વીજળીના રૂપમાં ઉપયોગ કરવાની આધુનિક પદ્ધતિઓમાં કેટલીક મર્યાદાઓ છે.ફોટોવોલ્ટેઇક કોશિકાઓના કિસ્સામાં, મુખ્ય સમસ્યા એ સૌર ઊર્જા એકત્ર કરવાની અપૂરતી કાર્યક્ષમતા છે.લેસર માઇક્રોમશીનિંગનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ફોટોવોલ્ટેઇક સક્રિય સ્તરો જેમ કે ગ્લાસ સબસ્ટ્રેટ્સ, હાઇડ્રોજનયુક્ત સિલિકોન અને ઝીંક ઓક્સાઇડ સ્તરો વચ્ચે ઇન્ટરકનેક્ટ બનાવવા માટે થાય છે.તે પણ જાણીતું છે કે સૌર કોષની સપાટીનું ક્ષેત્રફળ વધારીને વધુ ઉર્જા મેળવી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે માઇક્રોમશીનિંગ દ્વારા.એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે નેનોસ્કેલ સપાટી પ્રોફાઇલ વિગતો સૌર કોષોની ઊર્જા શોષણ કાર્યક્ષમતાને અસર કરે છે.આ પેપરનો હેતુ ઉચ્ચ શક્તિ પ્રદાન કરવા માટે માઇક્રો-, નેનો- અને મેસોસ્કેલ સોલર સેલ સ્ટ્રક્ચર્સને અનુકૂલિત કરવાના ફાયદાઓની તપાસ કરવાનો છે.આવા માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સ અને નેનોસ્ટ્રક્ચર્સના તકનીકી પરિમાણોમાં ફેરફાર કરવાથી સપાટીની ટોપોલોજી પરના તેમના પ્રભાવનો અભ્યાસ કરવાનું શક્ય બનશે.ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પ્રકાશના પ્રાયોગિક રીતે નિયંત્રિત સ્તરોના સંપર્કમાં આવે ત્યારે તેઓ ઉત્પન્ન થતી ઊર્જા માટે કોષોનું પરીક્ષણ કરવામાં આવશે.કોષની કાર્યક્ષમતા અને સપાટીની રચના વચ્ચે સીધો સંબંધ સ્થાપિત થશે.
મેટલ મેટ્રિક્સ કમ્પોઝિટ (MMCs) ઝડપથી એન્જિનિયરિંગ અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં માળખાકીય સામગ્રીની ભૂમિકા માટે મુખ્ય ઉમેદવારો બની રહ્યા છે.એલ્યુમિનિયમ (Al) અને તાંબુ (Cu) તેમના ઉત્કૃષ્ટ થર્મલ ગુણધર્મો (દા.ત. નીચા થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક (CTE), ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા) અને સુધારેલ યાંત્રિક ગુણધર્મો (દા.ત. ઉચ્ચ વિશિષ્ટ શક્તિ, વધુ સારી કામગીરી) ને કારણે SiC સાથે પ્રબલિત.તે વિવિધ ઉદ્યોગોમાં વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને વિશિષ્ટ મોડ્યુલસ માટે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.તાજેતરમાં, આ ઉચ્ચ સિરામિક MMCs ઇલેક્ટ્રોનિક પેકેજોમાં તાપમાન નિયંત્રણ એપ્લિકેશનો માટે અન્ય વલણ બની ગયા છે.સામાન્ય રીતે, પાવર ઉપકરણ પેકેજોમાં, એલ્યુમિનિયમ (Al) અથવા કોપર (Cu) નો ઉપયોગ સિરામિક સબસ્ટ્રેટ સાથે જોડાવા માટે હીટસિંક અથવા બેઝ પ્લેટ તરીકે થાય છે જે ચિપ અને સંબંધિત પિન સ્ટ્રક્ચર્સ ધરાવે છે.સિરામિક અને એલ્યુમિનિયમ અથવા કોપર વચ્ચેના થર્મલ વિસ્તરણ (CTE) ના ગુણાંકમાં મોટો તફાવત ગેરલાભકારક છે કારણ કે તે પેકેજની વિશ્વસનીયતા ઘટાડે છે અને સબસ્ટ્રેટ સાથે જોડી શકાય તેવા સિરામિક સબસ્ટ્રેટના કદને પણ મર્યાદિત કરે છે.
આ ખામીને જોતાં, હવે થર્મલી સુધારેલી સામગ્રી માટે આ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરતી નવી સામગ્રી વિકસાવવી, તપાસ કરવી અને તેનું લક્ષણ બનાવવું શક્ય છે.સુધારેલ થર્મલ વાહકતા અને થર્મલ વિસ્તરણ (CTE) ગુણધર્મોના ગુણાંક સાથે, MMC CuSiC અને AlSiC હવે ઇલેક્ટ્રોનિક્સ પેકેજિંગ માટે સક્ષમ ઉકેલો છે.આ કાર્ય આ MMC ના અનન્ય થર્મોફિઝિકલ ગુણધર્મો અને ઇલેક્ટ્રોનિક પેકેજોના થર્મલ મેનેજમેન્ટ માટે તેમની સંભવિત એપ્લિકેશનોનું મૂલ્યાંકન કરશે.
ઓઈલ કંપનીઓ કાર્બન અને લો એલોય સ્ટીલ્સથી બનેલી ઓઈલ અને ગેસ ઈન્ડસ્ટ્રી સિસ્ટમ્સના વેલ્ડીંગ ઝોનમાં નોંધપાત્ર કાટ અનુભવે છે.CO2 ધરાવતા વાતાવરણમાં, વિવિધ કાર્બન સ્ટીલ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સ પર જમા થતી રક્ષણાત્મક કાટ ફિલ્મોની મજબૂતાઈમાં તફાવતને કારણે કાટ નુકસાન સામાન્ય રીતે આભારી છે.વેલ્ડ મેટલ (WM) અને હીટ-અસરગ્રસ્ત ઝોન (HAZ) માં સ્થાનિક કાટ મુખ્યત્વે એલોય રચના અને માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં તફાવતને કારણે ગેલ્વેનિક અસરોને કારણે છે.બેઝ મેટલ (PM), WM, અને HAZ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરલ લાક્ષણિકતાઓની હળવા સ્ટીલ વેલ્ડેડ સાંધાના કાટ વર્તન પર માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરની અસરને સમજવા માટે તપાસ કરવામાં આવી હતી.ઓરડાના તાપમાને (20±2°C) અને pH 4.0±0.3 પર ડીઓક્સિજનયુક્ત સ્થિતિમાં CO2 સાથે સંતૃપ્ત 3.5% NaCl દ્રાવણમાં કાટ પરીક્ષણો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા.કાટની વર્તણૂકની લાક્ષણિકતા ઓપન સર્કિટ સંભવિત, પોટેંટિયોડાયનેમિક સ્કેનિંગ અને રેખીય ધ્રુવીકરણ પ્રતિકાર, તેમજ ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને સામાન્ય ધાતુશાસ્ત્રીય લાક્ષણિકતા નક્કી કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવી હતી.શોધાયેલ મુખ્ય મોર્ફોલોજિકલ તબક્કાઓ એસીક્યુલર ફેરાઈટ, જાળવી રાખેલ ઓસ્ટેનાઈટ અને ડબલ્યુએમમાં માર્ટેન્સિટિક-બેનિટિક માળખું છે.તેઓ HAZ માં ઓછા સામાન્ય છે.PM, VM અને HAZ માં નોંધપાત્ર રીતે અલગ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ વર્તન અને કાટ દરો જોવા મળ્યા હતા.
આ પ્રોજેક્ટ દ્વારા આવરી લેવામાં આવતા કામનો હેતુ સબમર્સિબલ પંપની વિદ્યુત કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવાનો છે.તાજેતરમાં નવા EU કાયદાની રજૂઆત સાથે પંપ ઉદ્યોગની આ દિશામાં આગળ વધવાની માંગ વધી છે જેમાં સમગ્ર ઉદ્યોગને કાર્યક્ષમતાના નવા અને ઉચ્ચ સ્તરો હાંસલ કરવા જરૂરી છે.આ પેપર પંપ સોલેનોઇડ વિસ્તારને ઠંડું કરવા માટે કૂલિંગ જેકેટના ઉપયોગનું વિશ્લેષણ કરે છે અને ડિઝાઇનમાં સુધારાની દરખાસ્ત કરે છે.ખાસ કરીને, ઓપરેટિંગ પંપના ઠંડક જેકેટમાં પ્રવાહી પ્રવાહ અને ગરમીનું સ્થાનાંતરણ લાક્ષણિકતા છે.જેકેટની ડિઝાઇનમાં સુધારાઓ પંપ મોટર વિસ્તારમાં વધુ સારી રીતે હીટ ટ્રાન્સફર પ્રદાન કરશે જેના પરિણામે પ્રેરિત ખેંચાણ ઘટાડીને પંપની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થશે.આ કામ માટે, હાલની 250 m3 ટેસ્ટ ટાંકીમાં ડ્રાય પિટ માઉન્ટેડ પંપ ટેસ્ટ સિસ્ટમ ઉમેરવામાં આવી હતી.આ ફ્લો ફિલ્ડના હાઇ-સ્પીડ કેમેરા ટ્રેકિંગ અને પંપ કેસીંગની થર્મલ ઇમેજને મંજૂરી આપે છે.CFD પૃથ્થકરણ દ્વારા માન્ય કરાયેલ ફ્લો ફીલ્ડ ઓપરેટિંગ તાપમાનને શક્ય તેટલું ઓછું રાખવા માટે વૈકલ્પિક ડિઝાઇનના પ્રયોગો, પરીક્ષણ અને સરખામણી કરવાની મંજૂરી આપે છે.M60-4 ધ્રુવ પંપની મૂળ ડિઝાઇન મહત્તમ બાહ્ય પંપ કેસીંગ તાપમાન 45°C અને મહત્તમ સ્ટેટર તાપમાન 90°C નો સામનો કરી શકે છે.વિવિધ મોડલ ડિઝાઇનનું વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે કઈ ડિઝાઇન વધુ કાર્યક્ષમ સિસ્ટમો માટે વધુ ઉપયોગી છે અને જેનો ઉપયોગ ન કરવો જોઈએ.ખાસ કરીને, ઇન્ટિગ્રેટેડ કૂલિંગ કોઇલની ડિઝાઇનમાં મૂળ ડિઝાઇનની સરખામણીમાં કોઈ સુધારો થયો નથી.ઇમ્પેલર બ્લેડની સંખ્યા ચારથી આઠ સુધી વધારવાથી કેસીંગ પર માપવામાં આવતા ઓપરેટિંગ તાપમાનમાં સાત ડિગ્રી સેલ્સિયસ ઘટાડો થયો.
ઉચ્ચ શક્તિની ઘનતા અને મેટલ પ્રોસેસિંગમાં એક્સપોઝરનો સમય ઓછો થવાથી સપાટીના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં ફેરફાર થાય છે.લેસર પ્રક્રિયાના પરિમાણો અને ઠંડક દરનું શ્રેષ્ઠ સંયોજન પ્રાપ્ત કરવું એ અનાજની રચનાને બદલવા અને સામગ્રીની સપાટી પર ટ્રાઇબોલોજીકલ ગુણધર્મોને સુધારવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.આ અભ્યાસનો મુખ્ય ધ્યેય વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ મેટાલિક બાયોમટીરિયલ્સના ટ્રાયબોલોજીકલ ગુણધર્મો પર ઝડપી સ્પંદનીય લેસર પ્રક્રિયાની અસરની તપાસ કરવાનો હતો.આ કાર્ય સ્ટેનલેસ સ્ટીલ AISI 316L અને Ti-6Al-4V ના લેસર સપાટી ફેરફારને સમર્પિત છે.1.5 kW સ્પંદિત CO2 લેસરનો ઉપયોગ વિવિધ લેસર પ્રક્રિયા પરિમાણોના પ્રભાવ અને પરિણામી સપાટીની માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને મોર્ફોલોજીનો અભ્યાસ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.લેસર કિરણોત્સર્ગની દિશામાં કાટખૂણે ફેરવાયેલા નળાકાર નમૂનાનો ઉપયોગ કરીને, લેસર રેડિયેશનની તીવ્રતા, એક્સપોઝર સમય, ઊર્જા પ્રવાહની ઘનતા અને પલ્સ પહોળાઈમાં વિવિધતા જોવા મળી હતી.SEM, EDX, સોય રફનેસ માપન અને XRD વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કરીને લાક્ષણિકતા કરવામાં આવી હતી.પ્રાયોગિક પ્રક્રિયાના પ્રારંભિક પરિમાણો સુયોજિત કરવા માટે સપાટીના તાપમાનનું અનુમાન મોડલ પણ લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું.ત્યારબાદ પીગળેલા સ્ટીલની સપાટીની લેસર ટ્રીટમેન્ટ માટે સંખ્યાબંધ ચોક્કસ પરિમાણો નક્કી કરવા માટે પ્રક્રિયા મેપિંગ હાથ ધરવામાં આવી હતી.રોશની, એક્સપોઝર ટાઈમ, પ્રોસેસિંગ ડેપ્થ અને પ્રોસેસ્ડ સેમ્પલની ખરબચડી વચ્ચે મજબૂત સંબંધ છે.માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરલ ફેરફારોની વધેલી ઊંડાઈ અને ખરબચડી ઉચ્ચ એક્સપોઝર લેવલ અને એક્સપોઝર ટાઇમ સાથે સંકળાયેલા હતા.સારવાર કરેલ વિસ્તારની ખરબચડી અને ઊંડાઈનું પૃથ્થકરણ કરીને, ઉર્જા પ્રવાહ અને સપાટીના તાપમાનના મોડલનો ઉપયોગ સપાટી પર ગલન થવાની ડિગ્રીની આગાહી કરવા માટે કરવામાં આવે છે.જેમ જેમ લેસર બીમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો સમય વધે છે તેમ, વિવિધ અભ્યાસ કરેલ પલ્સ ઊર્જા સ્તરો માટે સ્ટીલની સપાટીની ખરબચડી વધે છે.જ્યારે સપાટીનું માળખું સ્ફટિકોના સામાન્ય સંરેખણને જાળવી રાખવા માટે અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે લેસર સારવારવાળા વિસ્તારોમાં અનાજના અભિગમમાં ફેરફારો જોવા મળ્યા હતા.
ટીશ્યુ સ્ટ્રેસ વર્તનનું વિશ્લેષણ અને લાક્ષણિકતા અને સ્કેફોલ્ડ ડિઝાઇન માટે તેની અસરો
આ પ્રોજેક્ટમાં, હાડકાના બંધારણના યાંત્રિક ગુણધર્મો, પેશીઓના વિકાસમાં તેમની ભૂમિકા અને સ્કેફોલ્ડમાં તાણ અને તાણના મહત્તમ વિતરણને સમજવા માટે ઘણી જુદી જુદી સ્કેફોલ્ડ ભૂમિતિઓ વિકસાવવામાં આવી હતી અને મર્યાદિત તત્વ વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.CAD સાથે રચાયેલ સ્કેફોલ્ડ સ્ટ્રક્ચર્સ ઉપરાંત ટ્રેબેક્યુલર હાડકાના નમૂનાઓના કમ્પ્યુટેડ ટોમોગ્રાફી (CT) સ્કેન એકત્રિત કરવામાં આવ્યા હતા.આ ડિઝાઇન તમને પ્રોટોટાઇપ બનાવવા અને પરીક્ષણ કરવાની તેમજ આ ડિઝાઇનના FEM કરવા માટે પરવાનગી આપે છે.ફેબ્રિકેટેડ સ્કેફોલ્ડ્સ અને ફેમોરલ હેડ બોનના ટ્રેબેક્યુલર નમૂનાઓ પર માઇક્રોડિફોર્મેશનના યાંત્રિક માપન કરવામાં આવ્યા હતા અને આ પરિણામોની સરખામણી એ જ રચનાઓ માટે FEA દ્વારા મેળવેલા પરિણામો સાથે કરવામાં આવી હતી.એવું માનવામાં આવે છે કે યાંત્રિક ગુણધર્મો ડિઝાઇન કરેલ છિદ્ર આકાર (સંરચના), છિદ્રનું કદ (120, 340 અને 600 µm) અને લોડિંગ શરતો (લોડિંગ બ્લોક્સ સાથે અથવા વગર) પર આધારિત છે.તણાવ વિતરણ પર તેમની અસરનો વ્યાપક અભ્યાસ કરવા માટે 8 mm3, 22.7 mm3 અને 1000 mm3 ના છિદ્રાળુ ફ્રેમવર્ક માટે આ પરિમાણોમાં ફેરફારોની તપાસ કરવામાં આવી હતી.પ્રયોગો અને અનુકરણોના પરિણામો દર્શાવે છે કે માળખાની ભૌમિતિક ડિઝાઇન તાણના વિતરણમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે, અને હાડકાના પુનર્જીવનને સુધારવા માટે ફ્રેમવર્ક ડિઝાઇનની મહાન સંભાવનાને પ્રકાશિત કરે છે.સામાન્ય રીતે, એકંદર મહત્તમ તણાવ સ્તર નક્કી કરવા માટે છિદ્રનું કદ છિદ્રાળુતા સ્તર કરતાં વધુ મહત્વપૂર્ણ છે.જો કે, સ્કેફોલ્ડ સ્ટ્રક્ચર્સની ઑસ્ટિઓકન્ડક્ટિવિટી નક્કી કરવા માટે છિદ્રાળુતાનું સ્તર પણ મહત્વપૂર્ણ છે.જેમ જેમ છિદ્રાળુતા સ્તર 30% થી 70% સુધી વધે છે, મહત્તમ તણાવ મૂલ્ય સમાન છિદ્રના કદ માટે નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.
સ્કેફોલ્ડના છિદ્રનું કદ ફેબ્રિકેશન પદ્ધતિ માટે પણ મહત્વપૂર્ણ છે.ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગની તમામ આધુનિક પદ્ધતિઓમાં અમુક મર્યાદાઓ હોય છે.જ્યારે પરંપરાગત ફેબ્રિકેશન વધુ સર્વતોમુખી હોય છે, ત્યારે વધુ જટિલ અને નાની ડિઝાઇન બનાવવી ઘણીવાર અશક્ય હોય છે.આમાંની મોટાભાગની ટેક્નોલોજી હાલમાં 500 µm થી નીચેના છિદ્રોને ટકાઉ ઉત્પાદન કરવામાં અસમર્થ છે.આમ, આ કાર્યમાં 600 µm ના છિદ્ર કદ સાથેના પરિણામો વર્તમાન ઝડપી ઉત્પાદન તકનીકોની ઉત્પાદન ક્ષમતાઓ માટે સૌથી વધુ સુસંગત છે.પ્રસ્તુત ષટ્કોણ માળખું, જો કે માત્ર એક દિશામાં જ ગણવામાં આવે છે, તે ઘન અને ત્રિકોણ પર આધારિત રચનાઓની તુલનામાં સૌથી વધુ એનિસોટ્રોપિક માળખું હશે.ષટ્કોણ રચનાઓની તુલનામાં ઘન અને ત્રિકોણાકાર રચનાઓ પ્રમાણમાં આઇસોટ્રોપિક છે.ડિઝાઇન કરેલ સ્કેફોલ્ડની ઓસ્ટિઓકન્ડક્ટિવિટીને ધ્યાનમાં લેતી વખતે એનિસોટ્રોપી મહત્વપૂર્ણ છે.સ્ટ્રેસ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન અને છિદ્રનું સ્થાન રિમોડેલિંગ પ્રક્રિયાને અસર કરે છે, અને લોડિંગની વિવિધ પરિસ્થિતિઓ મહત્તમ તણાવ મૂલ્ય અને તેનું સ્થાન બદલી શકે છે.મુખ્ય લોડિંગ દિશાએ છિદ્રોના કદ અને વિતરણને પ્રોત્સાહન આપવું જોઈએ જેથી કોષો મોટા છિદ્રોમાં વૃદ્ધિ પામે અને પોષક તત્વો અને મકાન સામગ્રી પ્રદાન કરે.સ્તંભોના ક્રોસ સેક્શનમાં તણાવના વિતરણની તપાસ કરીને, આ કાર્યનો બીજો રસપ્રદ નિષ્કર્ષ એ છે કે કેન્દ્રની તુલનામાં થાંભલાઓની સપાટી પર ઉચ્ચ તાણ મૂલ્યો નોંધવામાં આવે છે.આ કાર્યમાં, તે દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે છિદ્રનું કદ, છિદ્રાળુતા સ્તર અને લોડિંગ પદ્ધતિ માળખામાં અનુભવાતા તણાવ સ્તરો સાથે નજીકથી સંબંધિત છે.આ તારણો સ્ટ્રટ સ્ટ્રક્ચર્સ બનાવવાની શક્યતા દર્શાવે છે જેમાં સ્ટ્રટ સપાટી પર તણાવનું સ્તર વધુ પ્રમાણમાં બદલાઈ શકે છે, જે કોષના જોડાણ અને વૃદ્ધિને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે.
કૃત્રિમ હાડકાના અવેજી સ્કેફોલ્ડ્સ વ્યક્તિગત રીતે ગુણધર્મોને અનુરૂપ બનાવવા, દાતાની મર્યાદિત ઉપલબ્ધતાને દૂર કરવા અને ઓસીઓઇન્ટિગ્રેશનને સુધારવાની તક આપે છે.બોન એન્જિનિયરિંગનો ઉદ્દેશ્ય ઉચ્ચ ગુણવત્તાની કલમો પૂરા પાડીને આ મુદ્દાઓને ઉકેલવાનો છે જે મોટા જથ્થામાં સપ્લાય કરી શકાય છે.આ એપ્લિકેશન્સમાં, આંતરિક અને બાહ્ય સ્કેફોલ્ડ ભૂમિતિ બંનેનું ખૂબ મહત્વ છે, કારણ કે તે યાંત્રિક ગુણધર્મો, અભેદ્યતા અને કોષના પ્રસાર પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે.ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ તકનીક ઉચ્ચ ચોકસાઇ સાથે ઉત્પાદિત આપેલ અને ઑપ્ટિમાઇઝ ભૂમિતિ સાથે બિન-માનક સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે.આ પેપર બાયોકોમ્પેટીબલ કેલ્શિયમ ફોસ્ફેટ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને હાડપિંજરના સ્કેફોલ્ડ્સની જટિલ ભૂમિતિ બનાવવા માટે 3D પ્રિન્ટીંગ તકનીકોની ક્ષમતાની શોધ કરે છે.માલિકીની સામગ્રીના પ્રારંભિક અભ્યાસો દર્શાવે છે કે અનુમાનિત દિશાત્મક યાંત્રિક વર્તન પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.બનાવટી નમૂનાઓના ડાયરેક્શનલ મેકેનિકલ પ્રોપર્ટીઝના વાસ્તવિક માપોએ મર્યાદિત તત્વ વિશ્લેષણ (FEM) ના પરિણામો જેવા જ વલણો દર્શાવ્યા હતા.આ કાર્ય બાયોકોમ્પેટીબલ કેલ્શિયમ ફોસ્ફેટ સિમેન્ટમાંથી ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગ ભૂમિતિ સ્કેફોલ્ડ બનાવવા માટે 3D પ્રિન્ટીંગની સંભવિતતા પણ દર્શાવે છે.કેલ્શિયમ હાઇડ્રોજન ફોસ્ફેટ અને કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડનું એકરૂપ મિશ્રણ ધરાવતા પાવડરના સ્તર પર ડિસોડિયમ હાઇડ્રોજન ફોસ્ફેટના જલીય દ્રાવણ સાથે પ્રિન્ટિંગ દ્વારા ફ્રેમવર્ક બનાવવામાં આવ્યું હતું.3D પ્રિન્ટરના પાવડર બેડમાં ભીનું કેમિકલ ડિપોઝિશન રિએક્શન થાય છે.ઉત્પાદિત કેલ્શિયમ ફોસ્ફેટ સિમેન્ટ (CPC) ના વોલ્યુમેટ્રિક કમ્પ્રેશનના યાંત્રિક ગુણધર્મોને માપવા માટે નક્કર નમૂનાઓ બનાવવામાં આવ્યા હતા.આ રીતે ઉત્પાદિત ભાગોમાં સ્થિતિસ્થાપકતાનું સરેરાશ મોડ્યુલસ 3.59 MPa અને સરેરાશ સંકુચિત શક્તિ 0.147 MPa હતી.સિન્ટરિંગ કમ્પ્રેશન પ્રોપર્ટીઝમાં નોંધપાત્ર વધારો તરફ દોરી જાય છે (E = 9.15 MPa, σt = 0.483 MPa), પરંતુ સામગ્રીના ચોક્કસ સપાટીના ક્ષેત્રને ઘટાડે છે.સિન્ટરિંગના પરિણામે, કેલ્શિયમ ફોસ્ફેટ સિમેન્ટ β-ટ્રિકેલ્શિયમ ફોસ્ફેટ (β-TCP) અને હાઇડ્રોક્સાપેટાઇટ (HA) માં વિઘટિત થાય છે, જે થર્મોગ્રેવિમેટ્રિક અને ડિફરન્સિયલ થર્મલ એનાલિસિસ (TGA/DTA) અને એક્સ-રે ડિફ્રેક્શન એનાલિસિસ (ટીજીએ/ડીટીએ) ના ડેટા દ્વારા પુષ્ટિ થાય છે. XRD).અત્યંત લોડ થયેલ પ્રત્યારોપણ માટે ગુણધર્મો અપૂરતી છે, જ્યાં જરૂરી તાકાત 1.5 થી 150 MPa છે, અને સંકુચિત કઠોરતા 10 MPa કરતાં વધી જાય છે.જો કે, આગળની પોસ્ટ-પ્રોસેસિંગ, જેમ કે બાયોડિગ્રેડેબલ પોલિમર સાથે ઘૂસણખોરી, આ રચનાઓને સ્ટેન્ટ એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય બનાવી શકે છે.
ઉદ્દેશ્ય: માટીના મિકેનિક્સમાં સંશોધન દર્શાવે છે કે એકંદર પર લાગુ કંપન વધુ કાર્યક્ષમ કણોની ગોઠવણીમાં પરિણમે છે અને એકંદર પર કાર્ય કરવા માટે જરૂરી ઊર્જામાં ઘટાડો થાય છે.અમારો ધ્યેય હાડકાની અસરની પ્રક્રિયા પર કંપનની અસર માટે પદ્ધતિ વિકસાવવાનો અને અસરગ્રસ્ત કલમોના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર તેની અસરનું મૂલ્યાંકન કરવાનો હતો.
તબક્કો 1: નોવિયોમેગસ બોન મિલનો ઉપયોગ કરીને બોવાઇન ફેમરના 80 માથાને મિલિંગ.પછી કલમોને ચાળણીની ટ્રે પર સ્પંદિત ખારા ધોવાની સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને ધોવાઇ હતી.વાઇબ્રો-ઇમ્પેક્ટ ડિવાઇસ વિકસાવવામાં આવ્યું હતું, જે મેટલ સિલિન્ડરની અંદર ફિક્સ્ડ તરંગી વજન સાથે બે 15 V DC મોટર્સથી સજ્જ હતું.હાડકાને અથડાવાની પ્રક્રિયાને પુનઃઉત્પાદિત કરવા માટે આપેલ ઉંચાઈથી તેના પર 72 વખત વજન ફેંકો.વાઇબ્રેશન ચેમ્બરમાં સ્થાપિત એક્સીલેરોમીટર વડે માપવામાં આવતી વાઇબ્રેશન ફ્રીક્વન્સી રેન્જનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું.સ્ટ્રેસ-સ્ટ્રેઈન કર્વ્સની શ્રેણી મેળવવા માટે દરેક શીયર ટેસ્ટને ચાર અલગ-અલગ સામાન્ય લોડ પર પુનરાવર્તિત કરવામાં આવી હતી.દરેક કસોટી માટે મોહર-કુલોમ્બ નિષ્ફળતા પરબિડીયાઓ બનાવવામાં આવી હતી, જેમાંથી શીયર સ્ટ્રેન્થ અને બ્લોકીંગ વેલ્યુઓ મેળવવામાં આવી હતી.
તબક્કો 2: સર્જીકલ સેટિંગ્સમાં મળેલા સમૃદ્ધ વાતાવરણની નકલ કરવા માટે રક્ત ઉમેરીને પ્રયોગનું પુનરાવર્તન કરો.
તબક્કો 1: કંપનની તમામ ફ્રીક્વન્સીઝ પર વધેલા કંપન સાથેની કલમોએ કંપન વિનાની અસરની સરખામણીમાં ઊંચી શીયર તાકાત દર્શાવી હતી.60 Hz પર કંપનની સૌથી વધુ અસર હતી અને તે નોંધપાત્ર હતી.
સ્ટેજ 2: સંતૃપ્ત એગ્રીગેટ્સમાં વધારાની વાઇબ્રેટરી અસર સાથે કલમ બનાવવી એ કંપન વિનાની અસર કરતાં તમામ સામાન્ય સંકુચિત લોડ માટે ઓછી શીયર સ્ટ્રેન્થ દર્શાવે છે.
નિષ્કર્ષ: સિવિલ એન્જિનિયરિંગના સિદ્ધાંતો રોપાયેલા હાડકાના પ્રત્યારોપણને લાગુ પડે છે.શુષ્ક એકંદરમાં, કંપનનો ઉમેરો અસરના કણોના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે.અમારી સિસ્ટમમાં, શ્રેષ્ઠ કંપન આવર્તન 60 Hz છે.સંતૃપ્ત એગ્રીગેટ્સમાં, કંપનમાં વધારો એ એકંદરની શીયર તાકાત પર પ્રતિકૂળ અસર કરે છે.આ પ્રવાહી પ્રક્રિયા દ્વારા સમજાવી શકાય છે.
આ કાર્યનો ઉદ્દેશ્ય એવી સિસ્ટમની રચના, નિર્માણ અને પરીક્ષણ કરવાનો હતો જે આ ફેરફારોને પ્રતિસાદ આપવાની તેમની ક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે તેના પર ઊભેલા વિષયોને ખલેલ પહોંચાડી શકે.વ્યક્તિ જે સપાટી પર ઊભી છે તેને ઝડપથી ટિલ્ટ કરીને અને પછી તેને આડી સ્થિતિમાં પરત કરીને આ કરી શકાય છે.આના પરથી તે નક્કી કરી શકાય છે કે વિષયો સંતુલન સ્થિતિ જાળવી રાખવામાં સક્ષમ હતા કે કેમ અને તેમને આ સંતુલનની સ્થિતિ પુનઃસ્થાપિત કરવામાં કેટલો સમય લાગ્યો હતો.સંતુલનની આ સ્થિતિ વિષયના મુદ્રાના પ્રભાવને માપવા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવશે.પરીક્ષણ દરમિયાન સ્વાભાવ કેટલો હતો તે નિર્ધારિત કરવા માટે તેમના કુદરતી પોસ્ચરલ સ્વેને પગના દબાણની પ્રોફાઇલ પેનલ દ્વારા માપવામાં આવ્યું હતું.સિસ્ટમ હાલમાં વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ કરતાં વધુ સર્વતોમુખી અને સસ્તું હોવા માટે પણ ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે કારણ કે, આ મશીનો સંશોધન માટે મહત્વપૂર્ણ હોવા છતાં, તેમની ઊંચી કિંમતને કારણે હાલમાં તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થતો નથી.આ લેખમાં પ્રસ્તુત નવી વિકસિત પ્રણાલીનો ઉપયોગ 100 કિગ્રા વજન સુધીના પરીક્ષણ પદાર્થોને ખસેડવા માટે કરવામાં આવ્યો છે.
આ કાર્યમાં, વિદ્યાર્થીઓ માટે શીખવાની પ્રક્રિયામાં સુધારો કરવા માટે એન્જિનિયરિંગ અને ભૌતિક વિજ્ઞાનમાં છ પ્રયોગશાળા પ્રયોગો તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા.આ પ્રયોગો માટે વર્ચ્યુઅલ સાધનો ઇન્સ્ટોલ કરીને અને બનાવીને આ પ્રાપ્ત થાય છે.વર્ચ્યુઅલ સાધનોનો ઉપયોગ પરંપરાગત પ્રયોગશાળા શિક્ષણ પદ્ધતિઓ સાથે સીધી સરખામણી કરવામાં આવે છે, અને બંને અભિગમોના વિકાસ માટેના આધારની ચર્ચા કરવામાં આવે છે.આ કાર્ય સાથે સંબંધિત સમાન પ્રોજેક્ટ્સમાં કમ્પ્યુટર-સહાયિત શિક્ષણ (CBL) નો ઉપયોગ કરીને અગાઉના કાર્યનો ઉપયોગ વર્ચ્યુઅલ સાધનોના કેટલાક ફાયદાઓનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે કરવામાં આવ્યો છે, ખાસ કરીને વિદ્યાર્થીઓની રુચિમાં વધારો, મેમરી રીટેન્શન, સમજણ અને આખરે લેબ રિપોર્ટિંગને લગતા..સંબંધિત લાભો.આ અભ્યાસમાં જે વર્ચ્યુઅલ પ્રયોગની ચર્ચા કરવામાં આવી છે તે પરંપરાગત શૈલી પ્રયોગનું સુધારેલું સંસ્કરણ છે અને આ રીતે પરંપરાગત શૈલી પ્રયોગશાળા સાથે નવી CBL તકનીકની સીધી સરખામણી પૂરી પાડે છે.પ્રયોગના બે સંસ્કરણો વચ્ચે કોઈ વૈચારિક તફાવત નથી, માત્ર તે જે રીતે રજૂ કરવામાં આવે છે તેમાં તફાવત છે.આ CBL પદ્ધતિઓની અસરકારકતાનું મૂલ્યાંકન પરંપરાગત પ્રાયોગિક મોડમાં પ્રદર્શન કરતા સમાન વર્ગના અન્ય વિદ્યાર્થીઓની સરખામણીમાં વર્ચ્યુઅલ સાધનનો ઉપયોગ કરીને વિદ્યાર્થીઓના પ્રદર્શનનું નિરીક્ષણ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું.તમામ વિદ્યાર્થીઓનું મૂલ્યાંકન તેમના પ્રયોગો અને પ્રશ્નાવલિ સંબંધિત અહેવાલો, બહુવિધ પસંદગીના પ્રશ્નો સબમિટ કરીને કરવામાં આવે છે.આ અભ્યાસના પરિણામોની સરખામણી સીબીએલના ક્ષેત્રમાં અન્ય સંબંધિત અભ્યાસો સાથે પણ કરવામાં આવી હતી.
પોસ્ટ સમય: ફેબ્રુઆરી-19-2023