ʻO ka pahuhopu o kēia hana, ʻo ia ka hoʻomohala ʻana i kahi kaʻina hana laser automated me ka pololei kiʻekiʻe kiʻekiʻe a me nā koina kaʻina i koho mua ʻia.Aia kēia hana i ka nānā ʻana i ka nui a me nā kumu wānana kumukūʻai no ka hana ʻana i ka laser o Nd: YVO4 microchannels i loko o PMMA a me ka hoʻoponopono laser kūloko o polycarbonate no ka hana ʻana i nā mea microfluidic.No ka hoʻokō ʻana i kēia mau pahuhopu papahana, ua hoʻohālikelike ʻo ANN a me DoE i ka nui a me ke kumukūʻai o nā ʻōnaehana laser CO2 a me Nd: YVO4.Hoʻokō ʻia kahi hoʻokō piha o ka mana manaʻo me ka pololei submicron o ke kūlana laina me ka manaʻo mai ka encoder.ʻO ka mea kūikawā, hoʻomalu ʻia ka automation o ka radiation laser a me ka hoʻonohonoho hoʻohālike e FPGA.ʻO ka ʻike hohonu o ka Nd:YVO4 nā kaʻina hana a me nā polokalamu i hiki ke hoʻololi ʻia ka ʻāpana mana me kahi Compact-Rio Programmable Automation Controller (PAC), i hoʻokō ʻia ma ka High Resolution Feedback 3D Positioning step o LabVIEW Code Control Submicron Encoders .Ke kūkulu ʻia nei ka automation piha o kēia kaʻina hana ma ka code LabVIEW.ʻO ka hana o kēia manawa a me ka wā e hiki mai ana nā ana o ka pololei o ka dimensional, ka pololei a me ka reproducibility o nā ʻōnaehana hoʻolālā, a me ka optimization pili i ka microchannel geometry no ka microfluidic a me ka hale hana mea hana-ma-a-chip fabrication no nā noi kemika/analytical a me ka ʻepekema hoʻokaʻawale.
Nui nā noi o nā ʻāpana semi-hard metal (SSM) i hoʻoheheʻe ʻia e koi i nā waiwai mechanical maikaʻi loa.ʻO nā waiwai mechanical maikaʻi e like me ke kūpaʻa ʻaʻahu, ka ikaika kiʻekiʻe a me ka ʻoʻoleʻa e pili ana i nā hiʻohiʻona microstructure i hana ʻia e ka nui o ka palaoa ultra-fine.ʻO ka nui o kēia huaʻai e hilinaʻi maʻamau i ka hiki ke kaʻina pono o ka SSM.Eia nō naʻe, loaʻa pinepine nā hoʻoheheʻe SSM i ke koena porosity, he mea hōʻino loa i ka hana.Ma kēia hana, e ʻimi ʻia nā hana koʻikoʻi o ka hoʻoheheʻe ʻana i nā metala semi-paʻakikī e loaʻa ai nā ʻāpana ʻoi aku ka maikaʻi.Pono kēia mau ʻāpana i hōʻemi i ka porosity a hoʻomaikaʻi i nā hiʻohiʻona microstructural, me ka nui o ka palaoa ultra-fine a me ka hāʻawi like ʻana o nā precipitates paʻakikī a me ka hoʻohui ʻana i ka microelement haku.ʻO ka mea kūikawā, e nānā ʻia ka mana o ke ʻano hoʻomaʻamaʻa manawa-mehana i ka hoʻomohala ʻana i ka microstructure i makemake ʻia.E noiʻi ʻia nā waiwai i loaʻa mai ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka nuipaʻa, e like me ka piʻi ʻana o ka ikaika, ka paʻakikī a me ka ʻoʻoleʻa.
ʻO kēia hana kahi haʻawina o ka hoʻololi ʻana i ka laser o ka ʻili o ka mea kila H13 me ka hoʻohana ʻana i ke ʻano hana hoʻoponopono laser pulsed.ʻO ka hoʻolālā hoʻokolohua hoʻokolohua mua i hana ʻia i hopena i kahi hoʻolālā kikoʻī i ʻoi aku ka maikaʻi.Hoʻohana ʻia kahi laser carbon dioxide (CO2) me ka lōʻihi hawewe o 10.6 µm.Ma ka hoʻolālā hoʻokolohua o ke aʻo ʻana, ua hoʻohana ʻia nā kiko laser o ʻekolu mau nui like ʻole: 0.4, 0.2, a me 0.09 mm ke anawaena.ʻO nā ʻokoʻa ʻē aʻe e hiki ke hoʻopaʻa ʻia ʻo ia ka mana kiʻekiʻe o ka laser, ka helu hoʻihoʻi ʻana o ka pulse a me ka overlap pulse.ʻO ke kinoea Argon ma ke kaomi o 0.1 MPa e kōkua mau i ka hana laser.Hoʻopili ʻia ka laʻana H13 a hoʻopaʻa ʻia ma mua o ka hana ʻana e hoʻonui i ka absorptivity o ka ʻili ma ka lōʻihi o ka hawewe laser CO2.Ua hoʻomākaukau ʻia nā laʻana i hoʻopaʻa ʻia i ka laser no nā haʻawina metallographic a ua ʻike ʻia ko lākou ʻano kino a me nā ʻano mechanical.Hana ʻia nā haʻawina metallographic a me nā loiloi o ka haku mele me ka scanning electron microscopy i hui pū ʻia me ka ikehu dispersive X-ray spectrometry.Ua hana ʻia ka crystallinity a me ka ʻike ʻana o ka ʻili i hoʻololi ʻia me ka hoʻohana ʻana i kahi ʻōnaehana XRD me ka radiation Cu Kα a me kahi hawewe o 1.54 Å.Ana ʻia ka ʻaoʻao o ka ʻili me ka ʻōnaehana stylus profiling.Ua ana ʻia nā ʻano paʻakikī o nā ʻili i hoʻololi ʻia e Vickers diamond microindentation.Ua aʻo ʻia ka hopena o ka ʻeleʻele o ka ʻili i nā waiwai luhi o nā ʻili i hoʻololi ʻia me ka hoʻohana ʻana i kahi ʻōnaehana hoʻoluhi wela i hana ʻia.Ua ʻike ʻia he hiki ke loaʻa i nā ʻanoʻano o ka ʻili i hoʻololi ʻia me nā nui ultrafine o lalo o 500 nm.Ua hoʻonui ʻia ka hohonu o ka ʻili ma ka laulā o 35 a 150 µm ma nā laʻana H13 i mālama ʻia i ka laser.Hoʻemi nui ʻia ka crystallinity o ka ʻili H13 i hoʻololi ʻia, e pili ana me ka hāʻawi ʻole ʻana o nā crystallites ma hope o ka mālama ʻana i ka laser.ʻO ka haʻahaʻa haʻahaʻa i hoʻoponopono ʻia ka awelika ʻili o H13 Ra he 1.9 µm.ʻO kekahi mea nui i ʻike ʻia ʻo ka paʻakikī o ka ʻili H13 i hoʻololi ʻia mai 728 a 905 HV0.1 ma nā hoʻonohonoho laser like ʻole.Ua hoʻokumu ʻia kahi pilina ma waena o nā hopena simulation thermal (ka wela a me ka hoʻoilo) a me nā hopena paʻakikī e hoʻomaopopo hou i ka hopena o nā ʻāpana laser.He mea koʻikoʻi kēia mau hopena no ka hoʻomohala ʻana i nā ʻano hana paʻakikī o ka ʻili e hoʻomaikaʻi i ka pale ʻana i ka ʻaʻahu a me nā pale pale wela.
Nā waiwai hopena parametric o nā pōpō haʻuki paʻa i mea e hoʻomohala ai i nā cores maʻamau no GAA sliotar
ʻO ka pahuhopu nui o kēia haʻawina, ʻo ia ke ʻike i ka ʻano ikaika o ka sliotar core ma ka hopena.Ua hana ʻia nā hiʻohiʻona viscoelastic o ka pōleʻa no ka nui o ka wikiwiki o ka hopena.Pilikia nā pōʻai polimer o kēia wā i ka lae kānana, ʻoiai ʻo nā pōʻaiapili multi-component maʻamau e hilinaʻi ʻia.ʻO ka pane viscoelastic nonlinear ua wehewehe ʻia e ʻelua mau waiwai ʻoʻoleʻa: ʻoʻoleʻa mua a me ka ʻoʻoleʻa nui.He 2.5 manawa ʻoi aku ka paʻakikī o nā kinipōpō kuʻuna ma mua o nā kinipōpō hou, ma muli o ka wikiwiki.ʻO ka wikiwiki o ka hoʻonui ʻana i ka ʻoʻoleʻa o nā pōpō maʻamau e loaʻa i kahi COR laina ʻole ʻoi aku ka wikiwiki e hoʻohālikelike ʻia me nā pōpō hou.Hōʻike nā hopena ʻoʻoleʻa ikaika i ka hoʻohana palena ʻia o nā hoʻokolohua quasi-static a me nā hoʻohālikelike kumu kumu.Ke hōʻike ʻia nei ke ʻano o ka hoʻololi ʻana o ka spherical deformation ʻaʻole kūlike ka neʻe ʻana o ke kikowaena o ka umekaumaha a me ka hoʻoemi diametrical no nā ʻano pōʻai āpau.Ma o nā hoʻokolohua prototyping nui, ua noiʻi ʻia ka hopena o nā kūlana hana i ka hana pōpō.Ua ʻokoʻa nā ʻāpana hana o ka mahana, ke kaomi a me ka hoʻokumu ʻana i nā mea e hana ai i nā ʻano pōpō.Hoʻopili ka paʻakikī o ka polymer i ka ʻoʻoleʻa akā ʻaʻole ka hoʻopau ʻana i ka ikehu, hoʻonui i ka ʻoʻoleʻa e hoʻonui i ka ʻoʻoleʻa o ka pōleʻa.Hoʻopili nā mea hoʻohui nucleating i ka reactivity o ka pōpō, ʻo ka hoʻonui ʻana i ka nui o nā mea hoʻohui e alakaʻi i ka emi ʻana o ka reactivity o ka pōleʻa, akā pili kēia hopena i ka pae polymer.Hoʻohana ʻia ka helu helu me ka hoʻohana ʻana i ʻekolu mau hiʻohiʻona makemakika e hoʻohālikelike i ka pane o ka pōleʻa i ka hopena.Ua hōʻike ʻia ke kumu hoʻohālike mua i hiki ke hana hou i ke ʻano o ka pōleʻa i kahi palena palena wale nō, ʻoiai ua hoʻohana maikaʻi ʻia ma mua o nā ʻano pōpō ʻē aʻe.Ua hōʻike ʻia ke kumu hoʻohālike ʻelua i kahi hōʻike kūpono o ka pane ʻana i ka pōleʻa e pili ana i nā ʻano pōpō a pau i hoʻāʻo ʻia, akā ʻaʻole i kiʻekiʻe ka pololei o ka wānana pane hoʻoneʻe ikaika e like me ka mea i koi ʻia no ka hoʻokō nui.Ua hōʻike ʻia ke kolu o nā kumu hoʻohālike i ka pololei ʻoi aku ka maikaʻi i ka wā e hoʻohālikelike ai i ka pane pōleʻa.ʻO nā waiwai ikaika i hana ʻia e ke kumu hoʻohālike no kēia kumu hoʻohālike he 95% kūlike me ka ʻikepili hoʻokolohua.
Ua hoʻokō kēia hana i ʻelua mau pahuhopu nui.ʻO kekahi ka hoʻolālā a me ka hana ʻana i kahi viscometer capillary kiʻekiʻe, a ʻo ka lua he semi-solid metal flow simulation e kōkua i ka hoʻolālā a hāʻawi i ka ʻikepili no nā kumu hoʻohālikelike.Ua kūkulu ʻia kahi viscometer capillary kiʻekiʻe a hoʻohana ʻia no ka hoʻāʻo mua.E hoʻohana ʻia ka mea hana no ke ana ʻana i ka viscosity o nā metala semi-paʻakikī ma lalo o nā kūlana o ka wela kiʻekiʻe a me ka nui o ka shear e like me nā mea i hoʻohana ʻia ma ka ʻoihana.ʻO ka viscometer capillary kahi ʻōnaehana kiko hoʻokahi e hiki ke helu i ka viscosity ma ke ana ʻana i ke kahe a me ka hāʻule ʻana o ke kaomi ma waena o ka capillary, no ka mea, pili pono ka viscosity i ka hāʻule kaomi a me ka like ʻole o ke kahe.Aia nā pae hoʻolālā i nā koi no nā mahana i hoʻomalu maikaʻi ʻia a hiki i 800ºC, ʻoi aku ka nui o ka ʻoki ʻoki ʻana ma luna o 10,000 s-1, a me nā kiʻi hoʻokele hoʻokele.Ua hoʻomohala ʻia kahi kumu hoʻohālike e pili ana i ka manawa ʻelua ʻāpana ʻelua me ka hoʻohana ʻana i ka polokalamu FLUENT no ka computational fluid dynamics (CFD).Ua hoʻohana ʻia kēia no ka loiloi ʻana i ka viscosity o nā metala semi-solid i ko lākou hele ʻana i kahi viscometer capillary i hoʻolālā ʻia i ka wikiwiki o ka injection o 0.075, 0.5 a me 1 m/s.Ua noiʻi pū ʻia ka hopena o kahi hapa o nā paʻa metala (fs) mai 0.25 a i 0.50.No ka hoʻohālikelike viscosity mana-law i hoʻohana ʻia no ka hoʻomohala ʻana i ke kumu hoʻohālike Fluent, ua ʻike ʻia kahi pilina ikaika ma waena o kēia mau ʻāpana a me ka viscosity hopena.
Ke noiʻi nei kēia pepa i ka hopena o nā ʻāpana kaʻina hana i ka hana ʻana o Al-SiC metala matrix composites (MMC) i kahi kaʻina hana compost.ʻO nā ʻāpana kaʻina hana i aʻo ʻia ʻo ia ka wikiwiki o ka hoʻoulu ʻana, ka manawa hoʻouluulu, ka geometry hoʻoulu ʻia, ke kūlana hoʻoulu ʻia, ka mahana wai metala (viscosity).Hana ʻia nā hoʻohālikelike ʻike ma ka lumi wela (25 ± C), nā hoʻohālikelike kamepiula a me nā hōʻoia hōʻoia no ka hana ʻana o MMC Al-SiC.Ma nā hoʻohālikelike ʻike a me nā kamepiula, ua hoʻohana ʻia ka wai a me ka glycerin/wai e hōʻike i ka wai a me ka alumini semi-solid.Ua noiʻi ʻia nā hopena o nā viscosities o 1, 300, 500, 800, a me 1000 mPa s a me ka hoʻoulu ʻana o 50, 100, 150, 200, 250, a me 300 rpm.10 wili no ka ʻāpana.Ua hoʻohana ʻia ka % mau ʻāpana SiC i hoʻoikaika ʻia, e like me nā mea i hoʻohana ʻia i ka MMK aluminika, i ka nānā ʻana a me nā hoʻokolohua helu.Ua hana ʻia nā hoʻāʻo kiʻi i loko o nā beakers aniani.Hoʻohana ʻia nā hoʻohālikelike helu me ka Fluent (programa CFD) a me ka pūʻolo MixSim koho.Hoʻopili kēia me 2D axisymmetric multiphase time-dependent simulation o nā ala hana e hoʻohana ana i ke kumu hoʻohālike Eulerian (granular).Ua hoʻokumu ʻia ka hilinaʻi o ka manawa hoʻopuehu particle, ka manawa hoʻonohonoho a me ke kiʻekiʻe o ka vortex ma ka geometry hui ʻana a me ka wikiwiki o ka hoʻololi ʻana.No ka mea hoowaliwali me ka ° ma na hoe, ua ikeia ka huina hoe o 60 degere i oi aku ka maikai no ka loaa koke ana o ka hoolaha like ana o na mea liilii.Ma muli o kēia mau ho'āʻo, ua ʻike ʻia no ka loaʻa ʻana o ka mahele like ʻana o SiC, ʻo 150 rpm ka wikiwiki o ka hoʻoulu ʻana no ka ʻōnaehana wai-SiC a me 300 rpm no ka ʻōnaehana glycerol / wai-SiC.Uaʻikeʻiaʻo ka hoʻonuiʻana i ka viscosity mai ka 1 mPa · s (no ka metala wai) i ka 300 mPa · s (no ka metala semi-solid) i ka hopena nui i ka dispersion a me ka manawa deposition o SiC.Eia naʻe, ʻoi aku ka hoʻonui hou ʻana mai 300 mPa·s i 1000 mPa·s i mea liʻiliʻi i kēia manawa.ʻO kahi ʻāpana koʻikoʻi o kēia hana ʻo ia ka hoʻolālā ʻana, ke kūkulu ʻana a me ka hōʻoia ʻana o kahi mīkini hoʻolei paʻakikī paʻakikī i hoʻolaʻa ʻia no kēia ʻano lapaʻau wela kiʻekiʻe.Aia ka mīkini i kahi stirrer me nā ʻehā pālahalaha ma kahi kihi o 60 degere a me kahi crucible i loko o kahi lumi umu me ka hoʻomehana resistive.Aia ka mea hoʻokomo i kahi actuator e hoʻopau koke i ka hui ʻana i hana ʻia.Hoʻohana ʻia kēia mea hana no ka hana ʻana i nā mea hoʻohui Al-SiC.Ma keʻano laulā, loaʻa ka ʻaelike maikaʻi ma waena o ka nānā ʻana, ka helu ʻana a me nā hopena hoʻokolohua.
Nui nā ʻano hana prototyping wikiwiki (RP) i kūkulu ʻia no ka hoʻohana nui ʻana i nā makahiki he ʻumi i hala.Hoʻohana nā ʻōnaehana prototyping wikiwiki i kēia lā i nā ʻenehana like ʻole me ka hoʻohana ʻana i ka pepa, wax, resins hoʻōla māmā, polymers, a me nā pauka metala hou.Ua hoʻokomo ʻia ka papahana i kahi ʻano hana prototyping wikiwiki, Fused Deposition Modeling, i kūʻai mua ʻia i ka makahiki 1991. Ma kēia hana, ua kūkulu ʻia a hoʻohana ʻia kahi mana hou o ka ʻōnaehana no ka hoʻohālike ʻana ma o ka hoʻohana ʻana i ka wax.Hōʻike kēia papahana i ka hoʻolālā kumu o ka ʻōnaehana a me ke ʻano o ka waiho ʻana i ka wax.Hana nā mīkini FDM i nā ʻāpana ma o ka hoʻokuʻu ʻana i nā mea semi-hoʻoheeheʻe ma luna o kahi paepae i kahi kumu i koho mua ʻia ma o nā nozzles wela.Hoʻokomo ʻia ka nozzle extrusion ma kahi pākaukau XY i mālama ʻia e kahi ʻōnaehana kamepiula.I ka hui pū ʻana me ka mana maʻalahi o ka mīkini plunger a me ke kūlana o ka mea waiho kālā, hana ʻia nā hiʻohiʻona pololei.Hoʻopili ʻia nā ʻāpana wax hoʻokahi ma luna o kekahi e hana i nā mea 2D a me 3D.Ua kālailai ʻia nā waiwai o ka wax no ka hoʻonui ʻana i ke kaʻina hana o nā kumu hoʻohālike.Hoʻopili kēia i ka mahana hoʻololi o ka wax, ka viscosity o ka wax, a me ke ʻano o ka hāʻule o ka wax i ka wā e hana ai.
I nā makahiki ʻelima i hala iho nei, ua hoʻomohala nā hui noiʻi ma ke Kula Nui ʻo Dublin Division Science Cluster i ʻelua mau kaʻina micromachining laser e hiki ai ke hana i nā ala a me nā voxels me ka reproducible micron-scale resolution.ʻO ka manaʻo nui o kēia hana ma ka hoʻohana ʻana i nā mea maʻamau e hoʻokaʻawale i nā biomolecules.Hōʻike ka hana mua e hiki ke hana ʻia nā morphologies hou o ka hui ʻana o ka capillary a me nā kahawai ʻili i mea e hoʻomaikaʻi ai i ka hiki ke kaʻawale.E kālele ana kēia hana i ka hoʻohana ʻana i nā mea hana micromachining i loaʻa no ka hoʻolālā ʻana i nā geometries ili a me nā ala e hoʻomaikaʻi ai i ka hoʻokaʻawale ʻana a me ke ʻano o nā ʻōnaehana biological.ʻO ka hoʻohana ʻana i kēia mau ʻōnaehana e hahai i ka hoʻokokoke lab-on-a-chip no nā kumu biodiagnostic.E hoʻohana ʻia nā mea hana me ka hoʻohana ʻana i kēia ʻenehana i kūkulu ʻia i loko o ke keʻena microfluidic o ka papahana ma kahi chip.ʻO ka pahuhopu o ka papahana, ʻo ia ka hoʻohana ʻana i ka hoʻolālā hoʻokolohua, optimization, a me nā ʻenehana simulation e hāʻawi i kahi pilina pololei ma waena o nā ʻāpana hana laser a me nā hiʻohiʻona micro- a me nanoscale channel, a e hoʻohana i kēia ʻike e hoʻomaikaʻi i nā ala kaʻawale i kēia mau microtechnologies.Loaʻa nā huahana kikoʻī o ka hana: ka hoʻolālā ʻana i ke kahawai a me ka morphology o luna e hoʻomaikaʻi i ka ʻepekema kaʻawale;nā ʻanuʻu monolithic o ka paila ʻana a me ka unuhi ʻana i nā ʻāpana i hoʻohui ʻia;ka hoʻokaʻawale ʻana o nā biomolecules i koho ʻia a unuhi ʻia ma nā ʻāpana i hoʻohui ʻia.
Ka hana ʻana a me ka hoʻomalu ʻana i nā ʻanuʻu wela kino a me nā profile longitudinal ma nā kolamu LC capillary me ka hoʻohana ʻana i nā arrays Peltier a me ka thermograph infrared.
Ua hoʻomohala ʻia kahi kahua hoʻopili pololei hou no ka mālama ʻana i ka wela kūpono o nā kolamu capillary ma muli o ka hoʻohana ʻana i nā pūnaewele thermoelectric Peltier i hoʻonohonoho pono ʻia.Hāʻawi ka paepae i ka mana wela wikiwiki no nā kolamu capillary a me micro LC a hiki i ka hoʻonohonoho like ʻana o nā mahana kino a me nā spatial.Ke holo nei ka paepae ma luna o ka mahana wela o 15 a 200°C me ka nui o ka ramp ma kahi o 400°C/min no kēlā me kēia o nā pūnaewele Peltier aligned 10.Ua loiloi ʻia ka ʻōnaehana no nā ʻano ʻano ana capillary maʻamau ʻole, e like me ka hoʻohana pololei ʻana i nā gradients wela me nā ʻaoʻao laina a me nā ʻaoʻao ʻole, e komo pū me nā kolamu static wela a me nā ʻanuʻu wela kino, nā gradients mālama ʻia ka mahana, polymerized capillary monolithic. nā ʻāpana kū, a me ka hana ʻana i nā ʻāpana monolithic i nā kahawai microfluidic (ma ka chip).Hiki ke hoʻohana ʻia ka mea hana me nā ʻōnaehana chromatography maʻamau a me ke kolamu.
Electrohydrodynamic e kālele ana i loko o kahi ʻāpana microfluidic planar ʻelua no ka preconcentration o nā analytes liʻiliʻi.
Aia kēia hana i ka electrohydrodynamic focusing (EHDF) a me ka hoʻoili photon e kōkua i ka hoʻomohala ʻana i ka pre-enrichment a me ka ʻike ʻana i nā ʻano.ʻO ka EHDF kahi ʻano hoʻokele ion-balanced e pili ana i ka hoʻokumu ʻana i kahi kaulike ma waena o nā ikaika hydrodynamic a me nā uila, kahi e lilo ai nā ion o ka hoihoi.Hōʻike kēia haʻawina i kahi ʻano hou me ka hoʻohana ʻana i kahi 2D open 2D flat planar microfluidic device ma kahi o ka ʻōnaehana microchannel maʻamau.Hiki i ia mau mea hana ke hoʻokaʻawale i nā mea nui a maʻalahi ke hana.Hōʻike kēia haʻawina i nā hopena o kahi simulation i kūkulu hou ʻia me ka hoʻohana ʻana i ka COMSOL Multiphysics® 3.5a.Ua hoʻohālikelike ʻia nā hopena o kēia mau hiʻohiʻona me nā hopena hoʻokolohua e hoʻāʻo ai i nā geometries kahe i ʻike ʻia a me nā wahi kiʻekiʻe.Ua hoʻohālikelike ʻia ke ʻano microfluidic helu i hoʻomohala ʻia me nā hoʻokolohua i paʻi ʻia ma mua a ua kūlike nā hopena.Ma muli o kēia mau hoʻohālikelike, ua noiʻi ʻia kahi ʻano moku hou e hāʻawi i nā kūlana kūpono no ka EHDF.Ua ʻoi aku ka maikaʻi o nā hopena hoʻokolohua me ka hoʻohana ʻana i ka chip i ka hana o ke kumu hoʻohālike.I loko o nā ʻāpana microfluidic i hana ʻia, ua ʻike ʻia kahi ʻano hou, i kapa ʻia ʻo lateral EGDP, i ka wā i hoʻopaʻa pono ʻia ai ka mea i aʻo ʻia i ka volta i hoʻohana ʻia.No ka mea, ʻo ka ʻike ʻana a me ke kiʻi ʻana he mau mea koʻikoʻi ia o ia pre-enrichment a me nā ʻōnaehana ʻike ʻano.Hōʻike ʻia nā hiʻohiʻona helu a me ka hōʻoia hoʻokolohua o ka hoʻolaha māmā a me ka hāʻawi ʻana i ka ikaika māmā i nā ʻōnaehana microfluidic ʻelua.Ua hōʻoia maikaʻi ʻia ke kumu hoʻohālike helu i hoʻomohala ʻia o ka hoʻolaha ʻana o ka māmā ma ke ʻano o ke ala maoli o ka mālamalama ma o ka ʻōnaehana a ma ke ʻano o ka hāʻawi ʻana i ka ikaika, i hāʻawi i nā hopena i mea hoihoi paha no ka hoʻonui ʻana i nā ʻōnaehana photopolymerization, a me nā ʻōnaehana ʻike optical. ka hoʻohana ʻana i nā capillaries..
Ma muli o ka geometry, hiki ke hoʻohana ʻia nā microstructures i ke kelepona, microfluidics, microsensors, data warehousing, ʻoki aniani, a me ka māka hoʻonaninani.Ma kēia hana, ua noiʻi ʻia ka pilina ma waena o nā hoʻonohonoho o nā ʻāpana o ka ʻōnaehana laser Nd: YVO4 a me CO2 a me ka nui a me ka morphology o nā microstructures.ʻO nā ʻāpana i aʻo ʻia o ka ʻōnaehana laser me ka mana P, pulse repetition rate PRF, ka helu o nā pulses N a me ka scan rate U. ʻO nā ana hoʻopuka i ana ʻia e like me nā anawaena voxel like me ka laula microchannel, ka hohonu a me ka ʻili o ka ʻili.Ua hoʻomohala ʻia kahi ʻōnaehana micromachining 3D me ka laser Nd: YVO4 (2.5 W, 1.604 µm, 80 ns) e hana i nā microstructures i loko o nā specimen polycarbonate.Loaʻa i nā leo microstructural ke anawaena o 48 a 181 µm.Hāʻawi pū ka ʻōnaehana i ka nānā pono ʻana ma o ka hoʻohana ʻana i nā pahuhopu microscope e hana i nā leo liʻiliʻi ma ka laulā 5 a 10 µm i loko o ke aniani soda-lime, silica fused a me nā laʻana sapphire.Ua hoʻohana ʻia kahi laser CO2 (1.5 kW, 10.6 µm, ka lōʻihi o ka pulse 26 µs) no ka hana ʻana i nā microchannels i loko o nā laʻana aniani soda-lime.Ua ʻokoʻa ke ʻano o ka ʻāpana ʻāpana o nā microchannels ma waena o nā v-grooves, u-grooves, a me nā wahi ablation superficial.ʻOkoʻa loa ka nui o nā microchannels: mai 81 a 365 µm ka laula, mai 3 a 379 µm i ka hohonu, a me ka ʻeleʻele o ka ʻili mai 2 a i 13 µm, ma muli o ke kau ʻana.Ua nānā ʻia ka nui o ka microchannel e like me nā ʻāpana hoʻoponopono laser me ka hoʻohana ʻana i ke ʻano pane surface methodology (RSM) a me ka hoʻolālā ʻana o nā hoʻokolohua (DOE).Ua hoʻohana ʻia nā hopena i hōʻiliʻili ʻia e aʻo i ka hopena o nā kaʻina hana ma ka volumetric a me ka nui ablation rate.Eia hou, ua hoʻomohala ʻia kahi ʻano makemakika kaʻina hana wela e kōkua i ka hoʻomaopopo ʻana i ke kaʻina hana a ʻae i ka topology channel e wānana ʻia ma mua o ka hana maoli ʻana.
Ke ʻimi mau nei ka ʻoihana metrology i nā ala hou e ʻimi pono ai a e hoʻopaʻa helu i ka topography o ka ʻili, me ka helu ʻana i nā ʻāpana ʻeleʻele o ka ʻili a me ka hana ʻana i nā ao kiko (nā ʻāpana ʻekolu-dimensional e wehewehe ana i hoʻokahi a ʻoi aʻe paha nā ʻili) no ka hoʻohālike ʻana a i ʻole ka ʻenekinia hoʻohuli.Aia nā ʻōnaehana, a ua ulu a kaulana nā ʻōnaehana optical i nā makahiki i hala aku nei, akā ʻoi aku ka nui o nā profilers optical i ke kūʻai a mālama.Ma muli o ke ʻano o ka ʻōnaehana, hiki ke paʻakikī i ka hoʻolālā ʻana i nā profilers optical a ʻaʻole kūpono paha ko lākou palupalu no ka hapa nui o nā noi hale kūʻai a hale hana.Hoʻopili kēia papahana i ka hoʻomohala ʻana i kahi profiler me ka hoʻohana ʻana i nā loina o ka triangulation optical.Loaʻa i ka ʻōnaehana i kūkulu ʻia kahi ʻāpana papaʻaina o 200 x 120 mm a me kahi ākea ākea o 5 mm.Hiki ke hoʻololi ʻia ke kūlana o ka mea ʻike laser ma luna o ka ʻili i koho ʻia e 15 mm.Ua hoʻomohala ʻia kahi papahana hoʻomalu no ka nānā ʻana i nā ʻāpana i koho ʻia e ka mea hoʻohana a me nā ʻāpana ili.Hōʻike ʻia kēia ʻōnaehana hou e ka pololei dimensional.ʻO ka hapa nui o ka cosine i ana ʻia o ka ʻōnaehana he 0.07°.Ua ana ʻia ka pololei o ka ʻōnaehana ma 2 µm ma ke koʻi Z-(kiʻekiʻe) a ma kahi o 10 µm ma nā koʻi X a me Y.Maikaʻi ka lakio nui ma waena o nā ʻāpana i nānā ʻia (ke kālā, nā ʻili, nā mea holoi a me nā lens fiber).E kūkākūkā pū ʻia ka hoʻāʻo ʻana o ka ʻōnaehana, me nā palena profiler a me ka hoʻomaikaʻi ʻana o ka ʻōnaehana.
ʻO ka pahuhopu o kēia papahana ʻo ia ka hoʻomohala ʻana a me ka ʻike ʻana i kahi ʻōnaehana pūnaewele wikiwiki kiʻekiʻe optical hou no ka nānā ʻana i nā hemahema o ka ʻili.Hoʻokumu ʻia ka ʻōnaehana hoʻomalu ma ke kumumanaʻo o ka triangulation optical a hāʻawi i kahi ala pili ʻole no ka hoʻoholo ʻana i ka ʻaoʻao ʻekolu-dimensional o ka diffuse surfaces.ʻO nā mea nui o ka ʻōnaehana hoʻomohala e loaʻa i kahi laser diode, kahi kāmela CCf15 CMOS, a me ʻelua mau mīkini servo i hoʻokele ʻia e PC.Hoʻolālā ʻia ka neʻe ʻana o ka laʻana, ka hopu kiʻi, a me ka hoʻopili ʻana i ka ʻili 3D ma ka polokalamu LabView.Hiki ke hoʻomaʻamaʻa ʻia ka nānā ʻana i ka ʻikepili i hopu ʻia ma ka hana ʻana i kahi papahana no ka hoʻoheheʻe ʻana i ka ʻili 3D i nānā ʻia a me ka helu ʻana i nā ʻāpana ʻeleʻele i koi ʻia.Hoʻohana ʻia nā motika Servo e hoʻoneʻe i ka hāpana ma nā kuhikuhi X a me Y me ka hoʻonā o 0.05 µm.Hiki i ka mea hoʻopili pūnaewele pili ʻole i hoʻomohala ʻia ke hana i ka nānā wikiwiki a me ka nānā ʻana i ka ʻili kiʻekiʻe.Hoʻohana maikaʻi ʻia ka ʻōnaehana i kūkulu ʻia no ka hana ʻana i nā kiʻi kiʻi 2D ʻili, nā ʻaoʻao 3D ʻili a me nā ana ʻino o ka ʻili ma ka ʻili o nā mea laʻana.Loaʻa i nā mea hoʻomaʻamaʻa ʻokoʻa he XY scanning wahi o 12 x 12 mm.No ka hoʻohālikelike ʻana a me ka calibrate i ka ʻōnaehana profiling i kūkulu ʻia, ua hoʻohālikelike ʻia ka ʻaoʻao o ka ʻili e ka ʻōnaehana me ka ʻili like i ana ʻia me ka microscope optical, binocular microscope, AFM a me Mitutoyo Surftest-402.
ʻO nā koi no ka maikaʻi o nā huahana a me nā mea i hoʻohanaʻia i loko o ia mau mea e lilo ana i mea koi.ʻO ka hoʻonā i ka nui o nā pilikia ʻike maikaʻi (QA) ka hoʻohana ʻana i nā ʻōnaehana nānā ʻili i ka manawa maoli.Pono kēia i ka maikaʻi o ka huahana like ʻole ma kahi kahe kiʻekiʻe.No laila, pono nā ʻōnaehana 100% hiki ke hoʻāʻo i nā mea a me nā papa i ka manawa maoli.No ka hoʻokō ʻana i kēia pahuhopu, ʻo ka hui pū ʻana o ka ʻenehana laser a me ka ʻenehana mana kamepiula e hāʻawi i kahi hopena kūpono.Ma kēia hana, ua hoʻomohala ʻia kahi ʻōnaehana scanning laser non-contact kiʻekiʻe, haʻahaʻa, a me ka pololei.Hiki i ka ʻōnaehana ke ana i ka mānoanoa o nā mea opaque paʻa me ka hoʻohana ʻana i ke kumu o ka laser optical triangulation.ʻO ka ʻōnaehana hoʻomohala e hōʻoia i ka pololei a me ka reproducibility o nā ana ma ka pae micrometer.
ʻO ka pahuhopu o kēia papahana ʻo ia ka hoʻolālā ʻana a me ka hoʻomohala ʻana i kahi ʻōnaehana nānā laser no ka ʻike ʻana i nā hemahema o ka ʻili a me ka loiloi i kona hiki no nā noi inline kiʻekiʻe.ʻO nā mea nui o ka ʻōnaehana ʻike he module diode laser ma ke ʻano he kumu hoʻomālamalama, kahi pahu kiʻi CMOS random access ma ke ʻano he ʻāpana ʻike, a me kahi pae unuhi XYZ.Ua hoʻomohala ʻia nā algorithms no ke kāʻili ʻana i ka ʻikepili i loaʻa ma ka nānā ʻana i nā ʻano like ʻole.Hoʻokumu ʻia ka ʻōnaehana hoʻomalu ma ke kumu o ka triangulation optical.Hoʻopili ʻia ka kukuna laser ma luna o ka ʻili hoʻohālike.Lawe ʻia ka ʻokoʻa o ke kiʻekiʻe o ka ʻili e like me ka neʻe ʻana o ke kiko laser ma luna o ka ʻili hāpana.ʻAe kēia i nā ana kiʻekiʻe e lawe ʻia me ke ʻano triangulation.Hoʻopili mua ʻia ka ʻōnaehana ʻike i kūkulu ʻia no ka loaʻa ʻana o kahi mea hoʻololi e hōʻike i ka pilina ma waena o ka neʻe ʻana o ke kiko i ana ʻia e ka mea ʻike a me ka neʻe ʻana o ka ʻili.Ua hana ʻia nā hoʻokolohua ma nā ʻāpana like ʻole o nā mea hoʻohālike: keleawe, aluminika a me ke kila kila.Hiki i ka ʻōnaehana hoʻomohala ke hana pololei i kahi palapala topographic 3D o nā hemahema i hana ʻia i ka wā o ka hana.Ua hoʻokō ʻia kahi hoʻonā spatial ma kahi o 70 µm a me kahi hoʻonā hohonu o 60 µm.Hōʻoia ʻia ka hana ʻōnaehana ma ke ana ʻana i ka pololei o nā mamao i ana ʻia.
Hoʻohana ʻia nā ʻōnaehana scanning fiber laser kiʻekiʻe i nā ʻenehana hana ʻenehana e ʻike i nā hemahema o ka ʻili.ʻO nā ala hou aʻe no ka ʻike ʻana i nā hemahema o ka ʻili, ʻo ia ka hoʻohana ʻana i nā fiber optical no ka hoʻomālamalama a me ka ʻike ʻana i nā mea.ʻO kēia dissertation ka hoʻolālā a me ka hoʻomohala ʻana i kahi ʻōnaehana optoelectronic kiʻekiʻe kiʻekiʻe.Ma kēia pepa, ʻelua kumu o nā LED, nā LED (light emitting diodes) a me nā diodes laser.Aia kekahi lālani o nā diodes elima emitting a me nā photodiodes e loa'a ana ma ke alo o kekahi.Hoʻoponopono ʻia ka hōʻiliʻili ʻikepili e kahi PC me ka polokalamu LabVIEW.Hoʻohana ʻia ka ʻōnaehana no ke ana ʻana i nā ana o nā hemahema o ka ʻili e like me nā puka (1 mm), nā puka makapō (2 mm) a me nā notches i nā mea like ʻole.Hōʻike nā hualoaʻa ʻoiai ua manaʻo nui ʻia ka ʻōnaehana no ka nānā ʻana i ka 2D, hiki nō ke hana ma ke ʻano he ʻōnaehana kiʻi 3D palena ʻole.Ua hōʻike pū ka ʻōnaehana ua hiki i nā mea metala a pau i aʻo ʻia ke hōʻike i nā hōʻailona infrared.ʻO kahi ala hou i kūkulu ʻia me ka hoʻohana ʻana i kahi ʻano o nā fibers inclined e hiki ai i ka ʻōnaehana ke hoʻokō i ka hoʻonā hiki ke hoʻololi me ka hoʻonā ʻōnaehana kiʻekiʻe ma kahi o 100 µm (hōʻiliʻili i ke anawaena fiber).Ua hoʻohana maikaʻi ʻia ka ʻōnaehana no ke ana ʻana i ka ʻaoʻao o ka ʻili, ka ʻeleʻele o ka ʻili, ka mānoanoa a me ka noʻonoʻo ʻana o nā mea like ʻole.Hiki ke ho'āʻoʻia ka aluminika, ke kila kila, ke keleawe, ke keleawe, ka tuffnol a me ka polycarbonate me kēia pūnaewele.ʻO nā mea maikaʻi o kēia ʻōnaehana hou ka ʻike wikiwiki ʻana, ke kumu kūʻai haʻahaʻa, ka liʻiliʻi liʻiliʻi, ka hoʻonā kiʻekiʻe a me ka maʻalahi.
Hoʻolālā, kūkulu a hoʻāʻo i nā ʻōnaehana hou e hoʻohui a kau i nā ʻenehana sensor kaiapuni hou.He kūpono kūpono no ka nānā ʻana i ka bacteria faecal
Hoʻololi i ka Micro-Nano Structure o Silicon Solar PV Panels no ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka lako ikehu
ʻO kekahi o nā pilikia ʻenehana nui e kū nei i ka honua honua i kēia lā ʻo ia ka hoʻolako ʻana i ka ikehu.ʻO ka manawa kēia e hoʻomaka ai ke kaiāulu e hilinaʻi nui i nā kumu ikehu hou.Hāʻawi ka lā i ka honua me ka ikehu manuahi, akā ʻo nā ʻano hana hou o ka hoʻohana ʻana i kēia ikehu ma ke ʻano o ka uila he mau palena.I ka hihia o nā pūnaewele photovoltaic, ʻo ka pilikia nui ka lawa ʻole o ka pono o ka ʻohi ʻana i ka ikehu lā.Hoʻohana pinepine ʻia ka laser micromachining e hana i nā pilina ma waena o nā papa hana photovoltaic e like me nā substrates aniani, hydrogenated silicon, a me nā papa zinc oxide.Ua ʻike ʻia ʻoi aku ka nui o ka ikehu ma o ka hoʻonui ʻana i ka ʻili o kahi cell solar, no ka laʻana e ka micromachining.Ua hōʻike ʻia e pili ana nā kikoʻī kikoʻī o ka nanoscale i ka ikaika absorption o nā cell solar.ʻO ke kumu o kēia pepa, ʻo ia ka noiʻi ʻana i nā pono o ka hoʻololi ʻana i nā hale o nā cell solar micro-, nano- a me mesoscale e hāʻawi i ka mana kiʻekiʻe.ʻO ka hoʻololi ʻana i nā ʻāpana ʻenehana o ia microstructures a me nā nanostructures e hiki ai ke aʻo i ko lākou mana i ka topology ili.E hoʻāʻo ʻia nā kelepona no ka ikehu a lākou e hana ai i ka wā e ʻike ʻia ai i nā pae hoʻokolohua hoʻomalu o ke kukui electromagnetic.E hoʻokumu ʻia kahi pilina pololei ma waena o ka pono o ke kelepona a me ke ʻano o ka ʻili.
Ke lilo nei nā Metal Matrix Composites (MMCs) i mau moho poʻokela no ka hana o nā mea hana i ka ʻenekinia a me ka uila.ʻO ka Aluminum (Al) a me ke keleawe (Cu) i hoʻoikaika ʻia me SiC ma muli o ko lākou mau waiwai wela maikaʻi loa (e laʻa me ka coefficient hoʻonui wela haʻahaʻa (CTE), kiʻekiʻe thermal conductivity) a me nā waiwai mechanical i hoʻomaikaʻi ʻia (e laʻa me ka ikaika kikoʻī kiʻekiʻe, ʻoi aku ka maikaʻi o ka hana).Hoʻohana nui ʻia ia i nā ʻoihana like ʻole no ka pale ʻana a me ka modulus kikoʻī.I kēia mau lā, ua lilo kēia mau MMC ceramic kiʻekiʻe i kahi ʻano hou no nā noi hoʻomalu wela i nā ʻeke uila.ʻO ka maʻamau, i loko o nā pūʻolo mana mana, hoʻohana ʻia ka alumini (Al) a i ʻole ke keleawe (Cu) ma ke ʻano he heatsink a i ʻole ka papa kumu e hoʻopili ai i ka substrate ceramic e lawe ana i ka chip a me nā hale pin pili.ʻO ka ʻokoʻa nui o ka coefficient o ka hoʻonui wela (CTE) ma waena o ka ceramic a me ka alumini a i ʻole ke keleawe he mea pōʻino no ka mea e hōʻemi ana i ka hilinaʻi o ka pūʻolo a hoʻopaʻa pū i ka nui o ka substrate ceramic hiki ke hoʻopili ʻia i ka substrate.
Ma muli o kēia hemahema, hiki i kēia manawa ke hoʻomohala, noiʻi a hōʻike i nā mea hou i kūpono i kēia mau koi no nā mea i hoʻomaikaʻi maikaʻi ʻia.Me ka hoʻomaikaʻi ʻana o ka thermal conductivity a me ka coefficient o nā waiwai hoʻonui wela (CTE), MMC CuSiC a me AlSiC i kēia manawa nā hopena kūpono no ka hoʻopili uila.E loiloi kēia hana i nā waiwai thermophysical kū hoʻokahi o kēia mau MMC a me kā lākou hiki ke noi no ka hoʻokele wela o nā pūʻolo uila.
ʻIke ʻia nā hui ʻaila i ka corrosion koʻikoʻi ma ka ʻāpana wili o nā ʻōnaehana ʻoihana aila a me ke kinoea i hana ʻia me ke kalapona a me nā hao hao haʻahaʻa.I loko o nā kaiapuni i loaʻa iā CO2, ʻike pinepine ʻia ka pōʻino ʻino i ka ʻokoʻa o ka ikaika o nā kiʻi ʻoniʻoni pale i waiho ʻia ma luna o nā microstructures carbon steel.ʻO ka ʻino kūloko i ka weld metala (WM) a me ka wela wela (HAZ) ma muli o nā hopena galvanic ma muli o nā ʻokoʻa o ka haku mele a me ka microstructure.Ua noiʻi ʻia nā ʻano metala kumu (PM), WM, a me HAZ microstructural no ka hoʻomaopopo ʻana i ka hopena o ka microstructure i ke ʻano ʻino o nā hui welded kila māmā.Ua hana ʻia nā hoʻāʻo corrosion i loko o kahi hopena 3.5% NaCl i hoʻopiha ʻia me CO2 ma lalo o nā kūlana deoxygenated ma ka lumi wela (20±2°C) a me ka pH 4.0±0.3.Ua hana ʻia ke ʻano o ka hana corrosion me ka hoʻohana ʻana i nā ʻano electrochemical no ka hoʻoholo ʻana i ka hiki ke kaʻapuni ākea, ka nānā ʻana i ka potentiodynamic a me ke kūpaʻa polarization linear, a me ka hoʻohālikelike metallographic maʻamau me ka microscopy optical.ʻO nā pae morphological nui i ʻike ʻia he acicular ferrite, mālama ʻia austenite, a me ka martensitic-bainitic structure i WM.He mea maʻamau lākou ma HAZ.Loaʻa nā ʻano electrochemical ʻokoʻa a me nā helu corrosion ma PM, VM a me HAZ.
ʻO ka hana i uhi ʻia e kēia pāhana ke manaʻo nei e hoʻomaikaʻi i ka pono o ka uila o nā pamu submersible.ʻO nā koi i ka ʻoihana pamu e neʻe i kēia ala i hoʻonui ʻia me ka hoʻokomo ʻana i nā kānāwai EU hou e koi ana i ka ʻoihana holoʻokoʻa e hoʻokō i nā pae kiʻekiʻe o ka pono.Hoʻopili kēia pepa i ka hoʻohana ʻana i ka lole hoʻoluʻu no ka hoʻomaloʻo ʻana i ka wahi solenoid pump a hoʻolālā i nā hoʻolālā hoʻolālā.ʻO ka mea kūikawā, ʻike ʻia ka kahe wai a me ka hoʻololi ʻana i ka wela i loko o nā ʻaʻahu hoʻoluʻu o nā pā hana.ʻO ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hoʻolālā ʻaʻahu e hāʻawi i ka hoʻoili wela ʻoi aku ka maikaʻi i ka wahi kaʻa kaʻa pamu e hoʻomaikaʻi ai i ka maikaʻi o ka pamu ʻoiai e hōʻemi ana i ka huki ʻana.No kēia hana, ua hoʻohui ʻia kahi ʻōnaehana hoʻāʻo ʻo ka lua maloʻo i kau ʻia i ka pahu hoʻāʻo 250 m3.Hāʻawi kēia i ke kiʻi kiʻekiʻe kiʻekiʻe kiʻekiʻe kiʻekiʻe kiʻi kiʻi kiʻi kiʻi kahe a me kahi kiʻi wela o ka pahu pahu.ʻO ke kahua kahe i hoʻopaʻa ʻia e ka loiloi CFD e hiki ai i ka hoʻokolohua, hoʻāʻo a me ka hoʻohālikelike ʻana i nā hoʻolālā ʻokoʻa e mālama i nā mahana hana i ka haʻahaʻa.ʻO ka hoʻolālā kumu o ka M60-4 pole pump i kū i ka wela o ka pahu pahu o waho o 45 ° C a me ka mahana stator kiʻekiʻe o 90 ° C.Hōʻike ka ʻikepili o nā ʻano hoʻolālā like ʻole i nā hoʻolālā i ʻoi aku ka pono no nā ʻōnaehana ʻoi aku ka maikaʻi a ʻaʻole pono e hoʻohana ʻia.ʻO ka mea kūikawā, ʻaʻohe hoʻomaikaʻi o ka hoʻolālā ʻana o ka coil cooling integrated ma mua o ka hoʻolālā kumu.ʻO ka hoʻonui ʻana i ka helu o nā impeller blades mai ʻehā a ʻewalu i hoʻemi ʻia ka mahana hana i ana ʻia ma ka pahu e ʻehiku degere Celsius.
ʻO ka hui pū ʻana o ka mana kiʻekiʻe a me ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i ka manawa hōʻike i ka hoʻoili metala e hopena i ka hoʻololi ʻana i ka microstructure surface.He mea koʻikoʻi ka loaʻa ʻana o ka hui maikaʻi loa o nā ʻāpana kaʻina hana laser a me ka nui o ka hoʻomaha ʻana i ka hoʻololi ʻana i ke ʻano o ka palaoa a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i nā waiwai tribological ma ka ʻili.ʻO ka pahuhopu nui o kēia haʻawina ʻo ia ka noiʻi ʻana i ka hopena o ka hoʻoili ʻana i ka laser pulsed wikiwiki i nā waiwai tribological o nā mea kūʻai aku i loaʻa i nā biomaterial metallic.Hoʻolaʻa ʻia kēia hana i ka hoʻololi ʻana i ka ʻili laser o ke kila kila AISI 316L a me Ti-6Al-4V.Ua hoʻohana ʻia kahi laser CO2 pulsed 1.5 kW e aʻo i ka mana o nā ʻāpana kaʻina hana laser a me ka microstructure surface a me ka morphology.Me ka hoʻohana ʻana i kahi laʻana cylindrical i hoʻololi ʻia e kū pono ana i ke kuhikuhi radiation laser, ʻokoʻa ka ikaika o ka radiation laser, ka manawa hoʻolaha, ka nui o ka ikehu, a me ka laula pulse.Hoʻohana ʻia ke ʻano me ka SEM, EDX, nā ana ʻino o ka nila a me ka nānā ʻana XRD.Ua hoʻokō pū ʻia kekahi ʻano wānana wela o ka ʻili e hoʻonohonoho i nā ʻāpana mua o ke kaʻina hoʻokolohua.A laila ua hana ʻia ka palapala ʻāina no ka hoʻoholo ʻana i kekahi mau ʻāpana kikoʻī no ka mālama laser ʻana i ka ʻili o ke kila hoʻoheheʻe.Aia kahi pilina paʻa ma waena o ka mālamalama, ka manawa hoʻolaha, ka hohonu o ka hana ʻana a me ka roughness o ka laʻana i hana ʻia.Hoʻonui ʻia ka hohonu a me ka ʻino o nā hoʻololi microstructural i pili i nā pae kiʻekiʻe o ka ʻike a me nā manawa hōʻike.Ma ke kālailai ʻana i ka ʻākeke a me ka hohonu o ka wahi i mālama ʻia, hoʻohana ʻia nā ʻano hoʻohālike o ka hoʻoheheʻe ʻana o ka ikehu a me ka wela o ka ʻili e wānana i ke kiʻekiʻe o ka heheʻe e hiki mai ana ma ka ʻili.Ke piʻi aʻe ka manawa pili o ka kukuna laser, piʻi ka ʻili o ke kila no nā pae ikehu pulse i aʻo ʻia.ʻOiai ua ʻike ʻia ka ʻili o ka ʻili e mālama i ka alignment maʻamau o nā kristal, ua ʻike ʻia nā loli i ka orientation palaoa i nā wahi i mālama ʻia i ka laser.
Ka nānā ʻana a me ke ʻano o ke ʻano koʻikoʻi o ka ʻiʻo a me kona hopena no ka hoʻolālā scaffold
I loko o kēia papahana, ua hoʻomohala ʻia kekahi mau geometries scaffold like ʻole a ua hana ʻia ka nānā ʻana o ka element finite no ka hoʻomaopopo ʻana i nā waiwai mechanical o ka iwi iwi, kā lākou kuleana i ka hoʻomohala ʻana i ka ʻiʻo, a me ka hāʻawi nui ʻana o ke koʻikoʻi a me ke koʻikoʻi i ka scaffold.Ua hōʻiliʻili ʻia nā scans computed tomography (CT) o nā laʻana iwi trabecular me ka hoʻohui ʻana i nā hale scaffold i hoʻolālā ʻia me CAD.ʻAe kēia mau hoʻolālā iā ʻoe e hana a hoʻāʻo i nā prototypes, a me ka hana FEM o kēia mau hoʻolālā.Hana ʻia nā ana mīkini o nā microdeformations ma nā scaffolds i hana ʻia a me nā specimen trabecular o ka iwi poʻo femoral a ua hoʻohālikelike ʻia kēia mau hopena me nā mea i loaʻa i ka FEA no nā hale like.Manaʻo ʻia ʻo nā waiwai mechanical e pili ana i ke ʻano pore i hoʻolālā ʻia (ka hoʻolālā), ka nui o ka pore (120, 340 a me 600 µm) a me nā kūlana hoʻouka (me nā poloka hoʻouka ʻole a i ʻole).Ua noiʻi ʻia nā hoʻololi i kēia mau ʻāpana no nā porous frameworks o 8 mm3, 22.7 mm3 a me 1000 mm3 i mea e aʻo piha ai i kā lākou hopena i ka hāʻawi ʻana i ke kaumaha.Hōʻike nā hopena o nā hoʻokolohua a me nā hoʻohālikelike ʻana i ka hoʻolālā geometric o ka hale i ke kuleana koʻikoʻi i ka hāʻawi ʻana i ke koʻikoʻi, a hōʻike i ka mana nui o ka hoʻolālā framework e hoʻomaikaʻi i ka hoʻōla hou ʻana o ka iwi.ʻO ka maʻamau, ʻoi aku ka nui o ka pore ma mua o ka pae porosity i ka hoʻoholo ʻana i ka pae koʻikoʻi loa.Eia nō naʻe, he mea nui ka pae o ka porosity i ka hoʻoholo ʻana i ka osteoconductivity o nā hale scaffold.I ka piʻi ʻana o ka pae porosity mai 30% a i 70%, piʻi nui ke koʻikoʻi koʻikoʻi no ka nui o ka pore like.
He mea nui ka nui o ka pore o ka scaffold i ke ʻano hana.ʻO nā ʻano hana prototyping wikiwiki a pau he mau palena.ʻOiai ʻoi aku ka maʻalahi o ka hana maʻamau, ʻoi aku ka paʻakikī a me nā hoʻolālā liʻiliʻi hiki ʻole ke hana.ʻAʻole hiki i ka hapa nui o kēia mau ʻenehana ke hana mau i nā pores ma lalo o 500 µm.No laila, ʻo nā hopena me ka nui o ka pore o 600 µm i kēia hana e pili pono i nā mana hana o nā ʻenehana hana wikiwiki o kēia manawa.ʻO ke ʻano hexagonal i hōʻike ʻia, ʻoiai i noʻonoʻo ʻia ma ka ʻaoʻao hoʻokahi wale nō, ʻo ia ke ʻano anisotropic i hoʻohālikelike ʻia i nā hale e pili ana i ka cube a me ka triangle.ʻO nā hale kubiko a me ka triangular he isotropic i hoʻohālikelike ʻia me nā hale hexagonal.He mea nui ka Anisotropy i ka wā e noʻonoʻo ai i ka osteoconductivity o ka scaffold i hoʻolālā ʻia.Hoʻopili ka hāʻawi ʻana i ke koʻikoʻi a me ka wahi aperture i ke kaʻina hana hoʻoponopono, a hiki i nā kūlana hoʻouka like ʻole ke hoʻololi i ke kumu koʻikoʻi koʻikoʻi a me kona wahi.Pono e hoʻolaha ka ʻaoʻao hoʻouka nui i ka nui o ka pore a me ka hāʻawi ʻana i hiki i nā cell ke ulu i loko o nā pores nui a hāʻawi i nā meaʻai a me nā mea kūkulu hale.ʻO kekahi hopena hoihoi o kēia hana, ma ka nānā ʻana i ka hāʻawi ʻana i ke koʻikoʻi ma ka ʻāpana keʻa o nā pou, ʻo ia ka mea i hoʻopaʻa ʻia nā koina koʻikoʻi kiʻekiʻe ma ka ʻili o nā pou i hoʻohālikelike ʻia me ke kikowaena.Ma kēia hana, ua hōʻike ʻia ʻo ka nui o ka pore, ka pae porosity, a me ke ʻano o ka hoʻouka ʻana e pili pono ana i nā pae koʻikoʻi i ʻike ʻia i ka hale.Hōʻike kēia mau ʻike i ka hiki ke hana i nā hale strut kahi e ʻokoʻa ai nā pae koʻikoʻi ma luna o ka strut surface, hiki ke hoʻoikaika i ka hoʻopili kelepona a me ka ulu ʻana.
Hāʻawi nā scaffolds pani iwi synthetic i ka manawa kūpono e hoʻoponopono pono i nā waiwai, lanakila i ka loaʻa ʻana o ka mea hāʻawi palena ʻole, a hoʻomaikaʻi i ka osseointegration.Manaʻo ka ʻenekinia iwi e hoʻoponopono i kēia mau pilikia ma o ka hāʻawi ʻana i nā grafts kiʻekiʻe e hiki ke hoʻolako ʻia i nā mea nui.I loko o kēia mau noi, he mea koʻikoʻi ka geometry scaffold o loko a me waho, no ka mea, he hopena koʻikoʻi ko lākou i ka waiwai mechanical, permeability, a me ka hoʻonui ʻana o ke kelepona.Hiki i ka ʻenehana prototyping wikiwiki ke hoʻohana i nā mea maʻamau ʻole me kahi geometry i hāʻawi ʻia a optimized, i hana ʻia me ka pololei kiʻekiʻe.Ke ʻimi nei kēia pepa i ka hiki o nā ʻenehana paʻi 3D ke hana i nā geometries paʻakikī o nā scaffolds iwi me ka hoʻohana ʻana i nā mea calcium phosphate biocompatible.Hōʻike nā haʻawina mua o nā mea waiwai e hiki ke hoʻokō ʻia ka hana mechanical directional i wānana ʻia.ʻO nā ana maoli o nā waiwai mechanical directional o nā laʻana i hana ʻia i hōʻike ʻia i nā ʻano like me nā hopena o ka hoʻāʻo ʻana i ka element finite element (FEM).Hōʻike pū kēia hana i ka hiki ke paʻi 3D e hana i nā scaffolds geometry ʻenekini kiko mai kahi sima calcium phosphate biocompatible.Ua hana ʻia nā ʻōhua ma ke paʻi ʻana me kahi wai wai o ka disodium hydrogen phosphate ma kahi papa pauka i loaʻa i kahi hui like o ka calcium hydrogen phosphate a me ka calcium hydroxide.Hana ʻia ka hopena hoʻoheheʻe kemika ʻū ma ka moena pauka o ka mīkini paʻi 3D.Ua hana ʻia nā laʻana paʻa no ke ana ʻana i nā waiwai mechanical o ka hoʻoemi volumetric o ka calcium phosphate cement (CPC) i hana ʻia.ʻO nā ʻāpana i hana ʻia he modulus awelika o ka elasticity o 3.59 MPa a me ka ikaika compressive awelika o 0.147 MPa.Ke alakaʻi nei ka Sintering i ka piʻi nui o nā waiwai hoʻoemi (E = 9.15 MPa, σt = 0.483 MPa), akā e hōʻemi ana i ka ʻāpana kiko o ka mea.Ma muli o ka sintering, hoʻoheheʻe ʻia ka sima calcium phosphate i β-tricalcium phosphate (β-TCP) a me ka hydroxyapatite (HA), i hōʻoia ʻia e ka ʻikepili o ka thermogravimetric a me ka ʻokoʻa thermal analysis (TGA/DTA) a me ka X-ray diffraction analysis. XRD).ʻAʻole lawa nā waiwai no nā implants i hoʻouka nui ʻia, kahi i koi ʻia ai ka ikaika mai 1.5 a 150 MPa, a ʻoi aku ka rigidity compressive ma mua o 10 MPa.Eia naʻe, hiki i ka hoʻoponopono hou ʻana, e like me ka infiltration me nā polymers biodegradable, hiki ke hana i kēia mau hale i kūpono no nā noi stent.
Pahuhopu: Ua hōʻike ʻia ka noiʻi ʻana i ka mechanics lepo i ka haʻalulu i hoʻopili ʻia i nā aggregates e hopena i ka hoʻopololei ʻana i nā ʻāpana ʻāpana a me ka hoʻemi ʻana i ka ikehu e pono ai ke hana ma ka aggregate.ʻO kā mākou pahuhopu ka hoʻomohala ʻana i kahi ala no ka hopena o ka haʻalulu i ke kaʻina hana i ka iwi a loiloi i kona hopena i nā ʻano mechanical o nā grafts i hoʻopili ʻia.
Māhele 1: Ka wili ʻana i 80 mau poʻo o ka bovine femur me ka wili iwi Noviomagus.Holoi ʻia nā grafts me ka hoʻohana ʻana i kahi ʻōnaehana holoi paʻakai pulsed ma kahi pā kānana.Ua hoʻomohala ʻia kahi mea vibro-impact, i hoʻolako ʻia me ʻelua mau motika 15 V DC me nā paona eccentric i hoʻopaʻa ʻia i loko o kahi cylinder metala.E hoʻolei i ke kaumaha mai kahi kiʻekiʻe i hāʻawi ʻia i 72 manawa e hana hou i ke kaʻina hana o ka paʻi ʻana i ka iwi.Ua hoʻāʻo ʻia ka pae alapine vibration i ana ʻia me kahi accelerometer i hoʻokomo ʻia i loko o ke keʻena haʻalulu.A laila ua hana hou ʻia kēlā me kēia hoʻāʻo ʻāwīwī i ʻehā mau ukana maʻamau no ka loaʻa ʻana o ke ʻano o nā pihi koʻikoʻi.Ua kūkulu ʻia nā envelopes hemahema ʻo Mohr-Coulomb no kēlā me kēia hoʻāʻo, kahi i loaʻa mai ai ka ikaika shear a me nā waiwai blocking.
Māhele 2: E hana hou i ka hoʻokolohua ma ka hoʻohui ʻana i ke koko e hana hou i ke kaiapuni waiwai i loaʻa i nā hoʻonohonoho ʻoki.
Ka Papa 1: ʻO nā grafts me ka hoʻonui ʻana i ka haʻalulu ma nā alapine a pau o ka haʻalulu i hōʻike i ka ikaika ʻoi aʻe ma mua o ka hopena me ka haʻalulu ʻole.ʻO ka vibration ma 60 Hz ka hopena nui loa a he koʻikoʻi.
'anu'u 2: 'O ke ku'i 'ana me ka hopena vibratory hou aku i loko o nā aggregates saturated i hō'ike mai i ka ikaika 'ohi ha'aha'a no nā haawe compressive ma'amau a pau ma mua o ka hopena me ka ha'alulu 'ole.
Ka hopena: Ua pili nā loina o ka ʻenekinia kīwila i ka hoʻokomo ʻana i ka iwi i hoʻokomo ʻia.I nā hui maloʻo, hiki i ka hoʻohui ʻana o ka vibration ke hoʻomaikaʻi i nā waiwai mechanical o nā ʻāpana hopena.I kā mākou ʻōnaehana, ʻo ka alapine vibration maikaʻi loa ʻo 60 Hz.I loko o nā ʻāpana saturated, ʻo ka hoʻonui ʻana i ka haʻalulu e hoʻopilikia i ka ikaika shear o ka aggregate.Hiki ke wehewehe ʻia kēia ma ke kaʻina hana liquefaction.
ʻO ka pahuhopu o kēia hana ʻo ia ke hoʻolālā, kūkulu a hoʻāʻo i kahi ʻōnaehana hiki ke hoʻopilikia i nā kumuhana e kū ana ma luna o ia mea i mea e loiloi ai i ko lākou hiki ke pane i kēia mau loli.Hiki ke hana i kēia ma ka hoʻohuli koke ʻana i ka ʻili kahi e kū ai ke kanaka a laila hoʻihoʻi i kahi kūlana.Mai kēia e hiki ai ke hoʻoholo inā hiki i nā kumuhana ke mālama i kahi kūlana kaulike a me ka lōʻihi o ka manawa e hoʻihoʻi ai i kēia kūlana kaulike.E hoʻoholo ʻia kēia kūlana kaulike ma ke ana ʻana i ka mana postural o ke kumuhana.Ua ana ʻia ko lākou ʻano koʻi maʻamau me ka pākuʻi wāwae wāwae e hoʻoholo ai i ka nui o ke koʻi i ka wā o ka hoʻāʻo.Hoʻolālā ʻia ka ʻōnaehana e ʻoi aku ka maʻalahi a me ke kumukūʻai ma mua o nā mea kūʻai aku i kēia manawa no ka mea, ʻoiai he mea nui kēia mau mīkini no ka noiʻi ʻana, ʻaʻole lākou i hoʻohana nui ʻia i kēia manawa no ko lākou kumukūʻai kiʻekiʻe.Ua hoʻohana ʻia ka ʻōnaehana hoʻomohala hou i hōʻike ʻia ma kēia ʻatikala e hoʻoneʻe i nā mea hoʻāʻo a hiki i ka 100 kg.
Ma kēia hana, ua hoʻolālā ʻia nā hoʻokolohua ʻeono ma ka ʻenekinia a me ka ʻepekema kino e hoʻomaikaʻi i ke kaʻina aʻo no nā haumāna.Loaʻa kēia ma ka hoʻokomo ʻana a me ka hana ʻana i nā mea hana virtual no kēia mau hoʻokolohua.Hoʻohālikelike pololei ʻia ka hoʻohana ʻana i nā mea hana virtual me nā ʻano aʻo aʻoaʻo maʻamau, a ua kūkākūkā ʻia ke kumu no ka hoʻomohala ʻana i nā ala ʻelua.Ua hoʻohana ʻia ka hana ma mua me ka hoʻohana ʻana i ka computer-assisted learning (CBL) i nā papahana like e pili ana i kēia hana no ka loiloi ʻana i kekahi o nā pono o nā mea kani virtual, ʻoi aku ka nui o nā mea e pili ana i ka hoʻonui ʻana i ka hoihoi o nā haumāna, ka hoʻopaʻa ʻana i ka hoʻomanaʻo, ka hoʻomaopopo ʻana, a me ka hōʻike hope loa..pono pili.ʻO ka hoʻokolohua virtual i kūkākūkā ʻia i loko o kēia haʻawina he mana i hoʻoponopono hou ʻia o ka hoʻokolohua kaila kuʻuna a no laila hāʻawi i kahi hoʻohālikelike pololei o ka ʻenehana CBL hou me ka lab kaila kuʻuna.ʻAʻohe ʻokoʻa manaʻo ma waena o nā mana ʻelua o ka hoʻokolohua, ʻo ka ʻokoʻa wale nō ma ke ʻano o ka hōʻike ʻana.Ua loiloi ʻia ka maikaʻi o kēia mau ʻano CBL ma ka nānā ʻana i ka hana a nā haumāna e hoʻohana ana i ka mea hana virtual i hoʻohālikelike ʻia me nā haumāna ʻē aʻe o ka papa hoʻokahi e hana ana i ke ʻano hoʻokolohua kuʻuna.Loko ʻia nā haumāna a pau ma ka waiho ʻana i nā hōʻike, nā nīnau koho lehulehu e pili ana i kā lākou hoʻokolohua a me nā nīnau nīnau.Ua hoʻohālikelike ʻia nā hopena o kēia haʻawina me nā haʻawina pili ʻē aʻe ma ke kahua o CBL.
Ka manawa hoʻouna: Feb-19-2023