Celem tej pracy jest opracowanie zautomatyzowanego procesu obróbki laserowej o dużej dokładności wymiarowej i ustalonych kosztach procesu.Praca ta obejmuje analizę modeli przewidywania wielkości i kosztów laserowego wytwarzania wewnętrznych mikrokanałów Nd:YVO4 w PMMA oraz wewnętrznej obróbki laserowej poliwęglanu do wytwarzania urządzeń mikroprzepływowych.Aby osiągnąć te cele projektu, ANN i DoE porównały wielkość i koszt systemów laserowych CO2 i Nd:YVO4.Wdrożono pełną implementację kontroli ze sprzężeniem zwrotnym z submikronową dokładnością pozycjonowania liniowego ze sprzężeniem zwrotnym z enkodera.W szczególności automatyzacja promieniowania laserowego i pozycjonowania próbek jest kontrolowana przez FPGA.Dogłębna znajomość procedur operacyjnych i oprogramowania systemu Nd:YVO4 umożliwiła wymianę jednostki sterującej na programowalny sterownik automatyki (PAC) Compact-Rio, co zostało osiągnięte na etapie pozycjonowania 3D ze sprzężeniem zwrotnym o wysokiej rozdzielczości w enkoderach submikronowych LabVIEW Code Control .Pełna automatyzacja tego procesu w kodzie LabVIEW jest w fazie rozwoju.Obecne i przyszłe prace obejmują pomiary dokładności wymiarowej, precyzji i powtarzalności systemów projektowych oraz powiązaną optymalizację geometrii mikrokanalików na potrzeby produkcji mikroprzepływowej i laboratoryjnej typu „urządzenie na chipie” do zastosowań chemicznych/analitycznych i nauki o separacji.
Liczne zastosowania formowanych części z półtwardego metalu (SSM) wymagają doskonałych właściwości mechanicznych.Wyjątkowe właściwości mechaniczne, takie jak odporność na zużycie, wysoka wytrzymałość i sztywność, zależą od cech mikrostruktury utworzonej przez ultradrobne ziarno.Wielkość ziarna zależy zwykle od optymalnej przetwarzalności SSM.Jednakże odlewy SSM często zawierają resztkową porowatość, która jest niezwykle szkodliwa dla wydajności.W tej pracy zbadane zostaną ważne procesy formowania metali półtwardych w celu uzyskania części o wyższej jakości.Części te powinny mieć zmniejszoną porowatość i ulepszone właściwości mikrostrukturalne, w tym ultradrobny rozmiar ziaren i równomierny rozkład wydzieleń utwardzania oraz skład mikroelementów stopowych.W szczególności zbadany zostanie wpływ metody obróbki wstępnej czasowo-temperaturowej na powstanie pożądanej mikrostruktury.Zbadane zostaną właściwości wynikające ze zwiększenia masy, takie jak wzrost wytrzymałości, twardości i sztywności.
Niniejsza praca stanowi badanie laserowej modyfikacji powierzchni stali narzędziowej H13 z wykorzystaniem impulsowego trybu obróbki laserem.W wyniku przeprowadzonego wstępnego eksperymentalnego planu badań przesiewowych powstał bardziej zoptymalizowany szczegółowy plan.Stosowany jest laser dwutlenku węgla (CO2) o długości fali 10,6 µm.W planie eksperymentalnym badań wykorzystano plamki laserowe o trzech różnych rozmiarach: o średnicy 0,4, 0,2 i 0,09 mm.Inne kontrolowane parametry to moc szczytowa lasera, częstotliwość powtarzania impulsów i nakładanie się impulsów.Gaz argonowy pod ciśnieniem 0,1 MPa stale wspomaga obróbkę laserową.Próbkę H13 przed obróbką zszorstkowano i wytrawiono chemicznie w celu zwiększenia absorpcji powierzchni przy długości fali lasera CO2.Do badań metalograficznych przygotowano próbki poddane obróbce laserowej i scharakteryzowano ich właściwości fizyczne i mechaniczne.Badania metalograficzne i analizy składu chemicznego przeprowadzono przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej w połączeniu ze spektrometrią rentgenowską z dyspersją energii.Detekcję krystaliczności i fazy zmodyfikowanej powierzchni przeprowadzono przy użyciu układu XRD z promieniowaniem Cu Kα i długością fali 1,54 Å.Pomiar profilu powierzchni odbywa się za pomocą systemu profilowania trzpienia.Twardość modyfikowanych powierzchni mierzono metodą mikroindentacji diamentowej Vickersa.Do badań wpływu chropowatości powierzchni na właściwości zmęczeniowe modyfikowanych powierzchni wykorzystano specjalnie wyprodukowany system zmęczenia cieplnego.Zaobserwowano, że możliwe jest otrzymanie zmodyfikowanych ziaren powierzchniowych o ultradrobnych rozmiarach poniżej 500 nm.W przypadku próbek H13 poddanych obróbce laserowej uzyskano lepszą głębokość powierzchni w zakresie od 35 do 150 µm.Krystaliczność zmodyfikowanej powierzchni H13 ulega znacznemu zmniejszeniu, co jest związane z losowym rozkładem krystalitów po obróbce laserowej.Minimalna skorygowana średnia chropowatość powierzchni H13 Ra wynosi 1,9 µm.Kolejnym ważnym odkryciem jest to, że twardość zmodyfikowanej powierzchni H13 waha się od 728 do 905 HV0,1 przy różnych ustawieniach lasera.Ustalono związek między wynikami symulacji termicznej (szybkości nagrzewania i chłodzenia) a wynikami twardości, aby lepiej zrozumieć wpływ parametrów lasera.Wyniki te są ważne dla rozwoju metod utwardzania powierzchniowego w celu poprawy odporności na zużycie i powłok termoizolacyjnych.
Parametryczne właściwości udarowe litych piłek sportowych w celu opracowania typowych rdzeni do sliotaru GAA
Głównym celem tego badania jest scharakteryzowanie dynamicznego zachowania rdzenia sliotaru po uderzeniu.Charakterystykę lepkosprężystą piłki przeprowadzono dla zakresu prędkości uderzenia.Nowoczesne kule polimerowe są wrażliwe na szybkość odkształcenia, podczas gdy tradycyjne kule wieloskładnikowe są zależne od odkształcenia.Nieliniową odpowiedź lepkosprężystą definiują dwie wartości sztywności: sztywność początkowa i sztywność objętościowa.Tradycyjne piłki są 2,5 razy sztywniejsze niż nowoczesne piłki, w zależności od prędkości.Większe tempo wzrostu sztywności konwencjonalnych piłek skutkuje bardziej nieliniowym współczynnikiem COR w funkcji prędkości w porównaniu z nowoczesnymi piłkami.Wyniki sztywności dynamicznej wskazują na ograniczoną przydatność testów quasi-statycznych i równań teorii sprężystości.Analiza zachowania się odkształcenia sferycznego pokazuje, że przemieszczenie środka ciężkości i ściskanie średnicowe nie są spójne dla wszystkich typów kul.W drodze szeroko zakrojonych eksperymentów prototypowych zbadano wpływ warunków produkcji na działanie piłki.Parametry produkcyjne, takie jak temperatura, ciśnienie i skład materiału, były zróżnicowane, co pozwoliło wyprodukować całą gamę piłek.Twardość polimeru wpływa na sztywność, ale nie na rozpraszanie energii, zwiększenie sztywności zwiększa sztywność piłki.Dodatki zarodkujące wpływają na reaktywność kulki, zwiększenie ilości dodatków prowadzi do zmniejszenia reaktywności kulki, jednak efekt ten jest wrażliwy na gatunek polimeru.Przeprowadzono analizę numeryczną z wykorzystaniem trzech modeli matematycznych, symulujących reakcję piłki na uderzenie.Pierwszy model okazał się w ograniczonym stopniu odwzorowywać zachowanie piłki, choć był już wcześniej z powodzeniem stosowany w innych typach piłek.Drugi model wykazał rozsądną reprezentację reakcji na uderzenie piłki, która miała ogólne zastosowanie do wszystkich testowanych typów piłek, ale dokładność przewidywania reakcji na siłę i przemieszczenie nie była tak wysoka, jak byłaby wymagana w przypadku wdrożenia na dużą skalę.Trzeci model wykazał znacznie większą dokładność podczas symulowania reakcji piłki.Wartości sił wygenerowane przez model dla tego modelu są w 95% zgodne z danymi eksperymentalnymi.
W pracy tej osiągnięto dwa główne cele.Jednym z nich jest zaprojektowanie i wyprodukowanie wysokotemperaturowego wiskozymetru kapilarnego, a drugim jest symulacja przepływu metalu półstałego, która ma pomóc w projektowaniu i dostarczyć danych do celów porównawczych.Zbudowano wysokotemperaturowy wiskozymetr kapilarny, który wykorzystano do wstępnych testów.Urządzenie będzie wykorzystywane do pomiaru lepkości metali półtwardych w warunkach wysokich temperatur i szybkości ścinania zbliżonych do stosowanych w przemyśle.Wiskozymetr kapilarny to system jednopunktowy, który może obliczyć lepkość poprzez pomiar przepływu i spadku ciśnienia na kapilarze, ponieważ lepkość jest wprost proporcjonalna do spadku ciśnienia i odwrotnie proporcjonalna do przepływu.Kryteria projektowe obejmują wymagania dotyczące dobrze kontrolowanych temperatur do 800°C, szybkości ścinania wtrysku powyżej 10 000 s-1 i kontrolowanych profili wtrysku.Przy użyciu oprogramowania FLUENT do obliczeniowej dynamiki płynów (CFD) opracowano dwuwymiarowy, dwufazowy teoretyczny model zależny od czasu.Wykorzystano to do oceny lepkości metali półstałych podczas ich przechodzenia przez zaprojektowany wiskozymetr kapilarny przy prędkościach wtrysku 0,075, 0,5 i 1 m/s.Badano także wpływ frakcji ciał stałych metalicznych (fs) od 0,25 do 0,50.W przypadku równania lepkości potęgowego użytego do opracowania modelu Fluenta zaobserwowano silną korelację pomiędzy tymi parametrami a otrzymaną lepkością.
W artykule zbadano wpływ parametrów procesu na produkcję kompozytów Al-SiC z metaliczną osnową (MMC) w procesie kompostowania wsadowego.Badane parametry procesu obejmowały prędkość mieszadła, czas mieszania, geometrię mieszadła, położenie mieszadła, temperaturę cieczy metalicznej (lepkość).Symulacje wizualne przeprowadzono w temperaturze pokojowej (25±C), symulacje komputerowe i badania weryfikacyjne dla produkcji MMC Al-SiC.W symulacjach wizualnych i komputerowych do przedstawienia odpowiednio ciekłego i półstałego aluminium wykorzystano wodę i glicerynę/wodę.Zbadano wpływ lepkości 1, 300, 500, 800 i 1000 mPa·s oraz szybkości mieszania 50, 100, 150, 200, 250 i 300 obr./min.10 rolek na sztukę.W badaniach wizualizacyjnych i obliczeniowych wykorzystano wzmocnione cząstki SiC, podobne do tych stosowanych w aluminiowym MMK.Badania obrazowe przeprowadzono w zlewkach z przezroczystego szkła.Symulacje obliczeniowe przeprowadzono przy użyciu programu Fluent (program CFD) oraz opcjonalnego pakietu MixSim.Obejmuje to osiowo-symetryczną, wielofazową, zależną od czasu symulację tras produkcyjnych 2D przy użyciu modelu Eulera (granularnego).Wyznaczono zależność czasu dyspersji cząstek, czasu osiadania oraz wysokości wiru od geometrii mieszadła i prędkości obrotowej mieszadła.W przypadku mieszadła z łopatkami ustawionymi pod kątem, stwierdzono, że kąt łopatek wynoszący 60 stopni jest lepiej dostosowany do szybkiego uzyskania równomiernego rozproszenia cząstek.W wyniku tych badań stwierdzono, że w celu uzyskania równomiernego rozłożenia SiC prędkość mieszania wynosiła 150 obr/min dla układu woda-SiC i 300 obr/min dla układu glicerol/woda-SiC.Stwierdzono, że zwiększenie lepkości z 1 mPa·s (dla ciekłego metalu) do 300 mPa·s (dla metalu półstałego) miało ogromny wpływ na czas dyspersji i osadzania SiC.Jednakże dalszy wzrost z 300 mPa·s do 1000 mPa·s ma niewielki wpływ na ten czas.Istotna część tych prac obejmowała zaprojektowanie, budowę i walidację maszyny odlewniczej do szybkiego utwardzania, dedykowanej do tej metody obróbki wysokotemperaturowej.Maszyna składa się z mieszadła z czterema płaskimi łopatkami ustawionymi pod kątem 60 stopni oraz tygla w komorze pieca z ogrzewaniem rezystancyjnym.W instalacji znajduje się siłownik, który szybko gasi przetworzoną mieszaninę.Sprzęt ten służy do produkcji materiałów kompozytowych Al-SiC.Ogólnie stwierdzono dobrą zgodność pomiędzy wynikami wizualizacji, obliczeń i testów eksperymentalnych.
Istnieje wiele różnych technik szybkiego prototypowania (RP), które zostały opracowane do użytku na dużą skalę, głównie w ostatniej dekadzie.Dostępne obecnie na rynku systemy szybkiego prototypowania wykorzystują różnorodne technologie wykorzystujące papier, wosk, żywice światłoutwardzalne, polimery i nowatorskie proszki metali.Projekt obejmował metodę szybkiego prototypowania Fused Deposition Modeling, wprowadzoną na rynek po raz pierwszy w 1991 roku. W tej pracy opracowano i wykorzystano nową wersję systemu do modelowania poprzez napawanie powierzchniowe za pomocą wosku.W projekcie opisano podstawową konstrukcję systemu oraz metodę osadzania wosku.Maszyny FDM tworzą części poprzez wytłaczanie półstopionego materiału na platformę według wcześniej określonego wzoru przez podgrzewane dysze.Dysza wytłaczająca jest zamontowana na stole XY sterowanym przez system komputerowy.W połączeniu z automatycznym sterowaniem mechanizmem tłoka i położeniem depozytora powstają dokładne modele.Pojedyncze warstwy wosku układa się jedna na drugiej, tworząc obiekty 2D i 3D.Przeanalizowano także właściwości wosku, aby zoptymalizować proces produkcji modeli.Należą do nich temperatura przejścia fazowego wosku, lepkość wosku i kształt kropli wosku podczas przetwarzania.
W ciągu ostatnich pięciu lat zespoły badawcze z klastra naukowego City University Dublin Division opracowały dwa procesy mikroobróbki laserowej, które umożliwiają tworzenie kanałów i wokseli z powtarzalną rozdzielczością w skali mikronowej.Prace skupiają się na wykorzystaniu niestandardowych materiałów do izolowania docelowych biomolekuł.Wstępne prace wykazały, że można stworzyć nową morfologię mieszania kapilarnego i kanałów powierzchniowych w celu poprawy możliwości separacji.Prace te skupią się na zastosowaniu dostępnych narzędzi do mikroobróbki do projektowania geometrii powierzchni i kanałów, które zapewnią lepszą separację i charakterystykę układów biologicznych.Zastosowanie tych systemów będzie oparte na podejściu „laboratorium na chipie” do celów biodiagnostycznych.Urządzenia wykonane w tej opracowanej technologii będą wykorzystywane w laboratorium mikroprzepływowym projektu na chipie.Celem projektu jest wykorzystanie technik projektowania eksperymentalnego, optymalizacji i symulacji w celu zapewnienia bezpośredniego związku między parametrami przetwarzania laserowego a charakterystyką kanałów w mikro- i nanoskali oraz wykorzystanie tych informacji do ulepszenia kanałów separacji w tych mikrotechnologiach.Konkretne wyniki prac obejmują: projekt kanałów i morfologię powierzchni w celu udoskonalenia nauki o separacji;monolityczne etapy pompowania i ekstrakcji w zintegrowanych chipach;separacja wybranych i wyekstrahowanych docelowych biomolekuł na zintegrowanych chipach.
Generowanie i kontrola czasowych gradientów temperatury i profili podłużnych wzdłuż kapilarnych kolumn LC przy użyciu matryc Peltiera i termografii w podczerwieni
Opracowano nową platformę bezpośredniego kontaktu do dokładnej kontroli temperatury kolumn kapilarnych w oparciu o zastosowanie szeregowo ułożonych, indywidualnie sterowanych ogniw termoelektrycznych Peltiera.Platforma zapewnia szybką kontrolę temperatury kolumn kapilarnych i mikro LC oraz umożliwia jednoczesne programowanie temperatur czasowych i przestrzennych.Platforma działa w zakresie temperatur od 15 do 200°C z szybkością narastania około 400°C/min dla każdego z 10 ustawionych w jednej linii ogniw Peltiera.System został oceniony pod kątem kilku niestandardowych trybów pomiaru opartych na kapilarach, takich jak bezpośrednie zastosowanie gradientów temperatury o profilach liniowych i nieliniowych, w tym statycznych gradientów temperatury kolumny i chwilowych gradientów temperatury, precyzyjnych gradientów kontrolowanych temperaturą, spolimeryzowanych monolitycznych kapilar fazy stacjonarne i wytwarzanie faz monolitycznych w kanałach mikroprzepływowych (na chipie).Przyrząd może być używany ze standardowymi i kolumnowymi systemami chromatograficznymi.
Ogniskowanie elektrohydrodynamiczne w dwuwymiarowym planarnym urządzeniu mikroprzepływowym do wstępnego zatężania małych analitów
Prace te obejmują ogniskowanie elektrohydrodynamiczne (EHDF) i transfer fotonów, aby pomóc w opracowaniu wstępnego wzbogacania i identyfikacji gatunków.EHDF to metoda ogniskowania zrównoważona jonowo, polegająca na ustaleniu równowagi pomiędzy siłami hydrodynamicznymi i elektrycznymi, w wyniku której interesujące jony stają się stacjonarne.W tym badaniu przedstawiono nowatorską metodę wykorzystującą płaskie urządzenie mikroprzepływowe 2D z otwartą przestrzenią 2D zamiast konwencjonalnego systemu mikrokanałowego.Urządzenia takie umożliwiają wstępne zagęszczenie dużych ilości substancji i są stosunkowo łatwe w produkcji.W niniejszym badaniu przedstawiono wyniki nowo opracowanej symulacji z wykorzystaniem programu COMSOL Multiphysics® 3.5a.Wyniki tych modeli porównano z wynikami eksperymentalnymi, aby przetestować zidentyfikowane geometrie przepływu i obszary o wysokim stężeniu.Opracowany numeryczny model mikroprzepływowy porównano z wcześniej opublikowanymi eksperymentami, a wyniki były bardzo spójne.Na podstawie tych symulacji zbadano nowy typ statku, aby zapewnić optymalne warunki dla EHDF.Wyniki eksperymentów z wykorzystaniem chipa przekroczyły wydajność modelu.W wytworzonych chipach mikroprzepływowych zaobserwowano nowy tryb, zwany bocznym EGDP, gdy badana substancja była skupiana prostopadle do przyłożonego napięcia.Ponieważ wykrywanie i obrazowanie to kluczowe aspekty takich systemów wstępnego wzbogacania i identyfikacji gatunków.Przedstawiono modele numeryczne oraz weryfikację eksperymentalną propagacji i rozkładu natężenia światła w dwuwymiarowych układach mikroprzepływowych.Opracowany numeryczny model propagacji światła został pomyślnie zweryfikowany eksperymentalnie zarówno pod względem rzeczywistej drogi światła przez układ, jak i pod względem rozkładu natężenia, co dało wyniki, które mogą być interesujące dla optymalizacji układów fotopolimeryzacji, a także dla optycznych systemów detekcji za pomocą kapilar..
W zależności od geometrii mikrostruktury można stosować w telekomunikacji, mikroprzepływach, mikrosensorach, hurtowni danych, cięciu szkła i znakowaniu dekoracyjnym.W pracy zbadano związek pomiędzy ustawieniami parametrów układu lasera Nd:YVO4 i CO2 a wielkością i morfologią mikrostruktur.Badane parametry układu laserowego obejmują moc P, częstotliwość powtarzania impulsów PRF, liczbę impulsów N i częstotliwość skanowania U. Zmierzone wymiary wyjściowe obejmują równoważne średnice wokseli, a także szerokość mikrokanalika, głębokość i chropowatość powierzchni.Opracowano system mikroobróbki 3D przy użyciu lasera Nd:YVO4 (2,5 W, 1,604 µm, 80 ns) do wytwarzania mikrostruktur wewnątrz próbek poliwęglanu.Woksele mikrostrukturalne mają średnicę od 48 do 181 µm.System zapewnia również precyzyjne ogniskowanie, wykorzystując obiektywy mikroskopu do tworzenia mniejszych wokseli w zakresie od 5 do 10 µm w próbkach szkła sodowo-wapniowego, topionej krzemionki i szafiru.Do wytworzenia mikrokanalików w próbkach szkła sodowo-wapniowego wykorzystano laser CO2 (1,5 kW, 10,6 µm, minimalny czas trwania impulsu 26 µs).Kształt przekroju poprzecznego mikrokanalików różnił się znacznie pomiędzy rowkami w kształcie litery V, rowkami w kształcie litery U i powierzchniowymi miejscami ablacji.Rozmiary mikrokanalików również są bardzo zróżnicowane: od 81 do 365 µm szerokości, od 3 do 379 µm głębokości i chropowatości powierzchni od 2 do 13 µm, w zależności od instalacji.Rozmiary mikrokanalików zbadano zgodnie z parametrami obróbki laserowej, stosując metodologię powierzchni odpowiedzi (RSM) i projekt eksperymentów (DOE).Zebrane wyniki posłużyły do zbadania wpływu parametrów procesu na szybkość ablacji objętościowej i masowej.Ponadto opracowano model matematyczny procesu termicznego, który pomaga zrozumieć proces i umożliwia przewidzenie topologii kanału przed faktyczną produkcją.
Branża metrologiczna zawsze poszukuje nowych sposobów dokładnego i szybkiego badania i digitalizacji topografii powierzchni, w tym obliczania parametrów chropowatości powierzchni i tworzenia chmur punktów (zestawów trójwymiarowych punktów opisujących jedną lub więcej powierzchni) na potrzeby modelowania lub inżynierii odwrotnej.istnieją, a w ciągu ostatniej dekady popularność systemów optycznych wzrosła, jednak zakup i utrzymanie większości profilerów optycznych jest drogie.W zależności od typu systemu profilery optyczne mogą być również trudne do zaprojektowania, a ich kruchość może nie nadawać się do większości zastosowań w warsztatach lub fabrykach.Projekt obejmuje opracowanie profilera wykorzystującego zasady triangulacji optycznej.Opracowany system posiada stół skanujący o powierzchni 200 x 120 mm i pionowym zakresie pomiarowym 5 mm.Położenie czujnika laserowego nad powierzchnią docelową można również regulować w zakresie 15 mm.Opracowano program sterujący do automatycznego skanowania wybranych przez użytkownika części i obszarów powierzchni.Ten nowy system charakteryzuje się dokładnością wymiarową.Zmierzony maksymalny błąd cosinusowy układu wynosi 0,07°.Dokładność dynamiczna systemu mierzona jest na poziomie 2 µm w osi Z (wysokość) i około 10 µm w osiach X i Y.Stosunek wielkości zeskanowanych części (monety, śruby, podkładki i matryce z włókna szklanego) był dobry.Omówione zostaną również testy systemu, w tym ograniczenia profilera i możliwe ulepszenia systemu.
Celem tego projektu jest opracowanie i scharakteryzowanie nowego, szybkiego, optycznego systemu online do kontroli wad powierzchniowych.System sterowania opiera się na zasadzie triangulacji optycznej i zapewnia bezdotykową metodę określania trójwymiarowego profilu powierzchni rozproszonych.Główne elementy systemu rozwojowego obejmują laser diodowy, kamerę CCf15 CMOS i dwa serwosilniki sterowane za pomocą komputera PC.Ruch próbki, przechwytywanie obrazu i profilowanie powierzchni 3D są programowane w oprogramowaniu LabView.Sprawdzenie przechwyconych danych można ułatwić tworząc program do wirtualnego renderowania zeskanowanej powierzchni 3D i obliczania wymaganych parametrów chropowatości powierzchni.Serwomotory służą do przemieszczania próbki w kierunkach X i Y z rozdzielczością 0,05 µm.Opracowany bezdotykowy profiler powierzchni online umożliwia szybkie skanowanie i kontrolę powierzchni w wysokiej rozdzielczości.Opracowany system z powodzeniem jest stosowany do tworzenia automatycznych profili powierzchni 2D, profili powierzchni 3D oraz pomiarów chropowatości powierzchni na powierzchni różnych próbek materiałów.Zautomatyzowany sprzęt inspekcyjny ma obszar skanowania XY 12 x 12 mm.Aby scharakteryzować i skalibrować opracowany system profilowania, profil powierzchni zmierzony przez system porównano z tą samą powierzchnią zmierzoną za pomocą mikroskopu optycznego, mikroskopu binokularnego, AFM i Mitutoyo Surftest-402.
Wymagania dotyczące jakości produktów i stosowanych w nich materiałów stają się coraz bardziej rygorystyczne.Rozwiązaniem wielu problemów związanych z wizualnym zapewnieniem jakości (QA) jest zastosowanie zautomatyzowanych systemów kontroli powierzchni działających w czasie rzeczywistym.Wymaga to jednakowej jakości produktu przy dużej przepustowości.Dlatego potrzebne są systemy, które będą w 100% zdolne do testowania materiałów i powierzchni w czasie rzeczywistym.Aby osiągnąć ten cel, skutecznym rozwiązaniem jest połączenie technologii laserowej i technologii sterowania komputerowego.W ramach tej pracy opracowano szybki, tani i precyzyjny bezdotykowy system skanowania laserowego.System jest w stanie mierzyć grubość stałych, nieprzezroczystych obiektów wykorzystując zasadę laserowej triangulacji optycznej.Opracowany system zapewnia dokładność i powtarzalność pomiarów na poziomie mikrometru.
Celem tego projektu jest zaprojektowanie i opracowanie systemu kontroli laserowej do wykrywania defektów powierzchniowych oraz ocena jego potencjału w zastosowaniach inline o dużej szybkości.Głównymi elementami systemu detekcji są moduł diody laserowej jako źródło światła, kamera o swobodnym dostępie CMOS jako jednostka detekcyjna oraz stopień translacji XYZ.Opracowano algorytmy analizy danych uzyskanych poprzez skanowanie różnych powierzchni próbek.Układ sterowania opiera się na zasadzie triangulacji optycznej.Wiązka lasera pada ukośnie na powierzchnię próbki.Różnicę wysokości powierzchni przyjmuje się następnie jako poziomy ruch plamki lasera po powierzchni próbki.Umożliwia to wykonywanie pomiarów wysokości metodą triangulacji.Opracowany system detekcji jest najpierw kalibrowany w celu uzyskania współczynnika konwersji, który będzie odzwierciedlał zależność pomiędzy przemieszczeniem punktu mierzonego przez czujnik a przemieszczeniem powierzchni w pionie.Doświadczenia przeprowadzono na różnych powierzchniach próbek materiałów: mosiądzu, aluminium i stali nierdzewnej.Opracowany system jest w stanie dokładnie wygenerować trójwymiarową mapę topograficzną usterek powstałych w trakcie eksploatacji.Uzyskano rozdzielczość przestrzenną około 70 µm i głębokość 60 µm.Wydajność systemu weryfikowana jest także poprzez pomiar dokładności mierzonych odległości.
Systemy skanowania laserem światłowodowym o dużej prędkości są stosowane w zautomatyzowanych przemysłowych środowiskach produkcyjnych do wykrywania defektów powierzchni.Do nowocześniejszych metod wykrywania defektów powierzchniowych zalicza się wykorzystanie światłowodów do oświetlenia i detekcji komponentów.Niniejsza rozprawa doktorska obejmuje zaprojektowanie i opracowanie nowego, szybkiego systemu optoelektronicznego.W artykule zbadano dwa źródła diod LED, diody LED (diody elektroluminescencyjne) i diody laserowe.Naprzeciw siebie znajduje się rząd pięciu diod emitujących i pięciu fotodiod odbiorczych.Zbieranie danych jest kontrolowane i analizowane przez komputer PC z oprogramowaniem LabVIEW.System służy do pomiaru wymiarów wad powierzchniowych takich jak otwory (1 mm), otwory nieprzelotowe (2 mm) i karby w różnych materiałach.Wyniki pokazują, że chociaż system jest przeznaczony głównie do skanowania 2D, może również działać jako ograniczony system obrazowania 3D.System wykazał również, że wszystkie badane materiały metaliczne są w stanie odbijać sygnały podczerwone.Nowo opracowana metoda wykorzystująca układ nachylonych włókien umożliwia systemowi osiągnięcie regulowanej rozdzielczości przy maksymalnej rozdzielczości systemu wynoszącej około 100 µm (średnica włókna zbierającego).System jest z powodzeniem stosowany do pomiaru profilu powierzchni, chropowatości powierzchni, grubości i współczynnika odbicia światła różnych materiałów.Za pomocą tego systemu można badać aluminium, stal nierdzewną, mosiądz, miedź, tufnol i poliwęglan.Zaletami tego nowego systemu są szybsze wykrywanie, niższy koszt, mniejszy rozmiar, wyższa rozdzielczość i elastyczność.
Projektuj, buduj i testuj nowe systemy w celu integracji i wdrażania nowych technologii czujników środowiskowych.Szczególnie nadaje się do zastosowań związanych z monitorowaniem bakterii w kale
Modyfikowanie struktury mikro-nano krzemowych paneli fotowoltaicznych w celu poprawy dostaw energii
Jednym z głównych wyzwań inżynieryjnych stojących dziś przed społeczeństwem globalnym są zrównoważone dostawy energii.Nadszedł czas, aby społeczeństwo zaczęło w dużym stopniu polegać na odnawialnych źródłach energii.Słońce dostarcza Ziemi darmową energię, jednak współczesne metody wykorzystania tej energii w postaci energii elektrycznej mają pewne ograniczenia.W przypadku ogniw fotowoltaicznych głównym problemem jest niewystarczająca efektywność gromadzenia energii słonecznej.Mikroobróbka laserowa jest powszechnie stosowana do tworzenia połączeń między aktywnymi warstwami fotowoltaicznymi, takimi jak podłoża szklane, warstwy uwodornionego krzemu i tlenku cynku.Wiadomo też, że więcej energii można uzyskać zwiększając powierzchnię ogniwa słonecznego, na przykład metodą mikroobróbki.Wykazano, że szczegóły profilu powierzchni w skali nano wpływają na efektywność absorpcji energii przez ogniwa słoneczne.Celem tego artykułu jest zbadanie korzyści płynących z adaptacji struktur ogniw słonecznych w mikro-, nano- i mezoskali w celu zapewnienia wyższej mocy.Zmienianie parametrów technologicznych takich mikro i nanostruktur umożliwi badanie ich wpływu na topologię powierzchni.Ogniwa zostaną przetestowane pod kątem energii, jaką wytwarzają pod wpływem kontrolowanego eksperymentalnie poziomu światła elektromagnetycznego.Ustalony zostanie bezpośredni związek pomiędzy wydajnością ogniw a teksturą powierzchni.
Kompozyty z osnową metaliczną (MMC) szybko stają się głównymi kandydatami do roli materiałów konstrukcyjnych w inżynierii i elektronice.Aluminium (Al) i miedź (Cu) wzmocnione SiC ze względu na ich doskonałe właściwości termiczne (np. niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (WRC), wysoką przewodność cieplną) i ulepszone właściwości mechaniczne (np. wyższa wytrzymałość właściwa, lepsze parametry użytkowe).Jest szeroko stosowany w różnych gałęziach przemysłu ze względu na odporność na zużycie i moduł właściwy.Ostatnio te wysokoceramiczne MMC stały się kolejnym trendem w zastosowaniach związanych z kontrolą temperatury w pakietach elektronicznych.Zazwyczaj w pakietach urządzeń zasilających aluminium (Al) lub miedź (Cu) stosuje się jako radiator lub płytę bazową do połączenia z podłożem ceramicznym, na którym znajduje się chip i powiązane struktury pinów.Duża różnica współczynnika rozszerzalności cieplnej (WRC) pomiędzy ceramiką a aluminium lub miedzią jest niekorzystna, ponieważ zmniejsza niezawodność pakietu, a także ogranicza wielkość podłoża ceramicznego, które można przymocować do podłoża.
Biorąc pod uwagę tę wadę, możliwe jest obecnie opracowywanie, badanie i charakteryzowanie nowych materiałów, które spełniają te wymagania dotyczące materiałów ulepszonych termicznie.Dzięki ulepszonej przewodności cieplnej i współczynnikowi rozszerzalności cieplnej (CTE), MMC CuSiC i AlSiC są obecnie realnymi rozwiązaniami do pakowania elektroniki.W ramach tej pracy zostaną ocenione unikalne właściwości termofizyczne tych MMC i ich możliwe zastosowania do zarządzania termicznego pakietami elektronicznymi.
W firmach naftowych występuje znaczna korozja w strefie spawania systemów przemysłu naftowego i gazowniczego wykonanych ze stali węglowych i niskostopowych.W środowiskach zawierających CO2 uszkodzenia korozyjne zwykle przypisuje się różnicom w wytrzymałości ochronnych warstw korozyjnych osadzonych na różnych mikrostrukturach stali węglowej.Miejscowa korozja metalu spoiny (WM) i strefy wpływu ciepła (HAZ) jest spowodowana głównie efektami galwanicznymi wynikającymi z różnic w składzie stopu i mikrostrukturze.Zbadano właściwości mikrostrukturalne metali nieszlachetnych (PM), WM i HAZ, aby zrozumieć wpływ mikrostruktury na zachowanie korozyjne połączeń spawanych ze stali miękkiej.Badania korozyjne przeprowadzono w 3,5% roztworze NaCl nasyconym CO2 w warunkach odtlenionych, w temperaturze pokojowej (20±2°C) i pH 4,0±0,3.Charakterystykę zachowania się korozji przeprowadzono metodami elektrochemicznymi do określania potencjału obwodu otwartego, skanowania potencjodynamicznego i rezystancji polaryzacji liniowej, a także ogólną charakterystykę metalograficzną za pomocą mikroskopii optycznej.Głównymi wykrytymi fazami morfologicznymi w WM są ferryt iglasty, austenit szczątkowy i struktura martenzytyczno-bainityczna.Są mniej powszechne w HAZ.Stwierdzono znacząco różne zachowanie elektrochemiczne i szybkość korozji PM, VM i HAZ.
Prace objęte tym projektem mają na celu poprawę sprawności elektrycznej pomp głębinowych.Wymagania stawiane przemysłowi pompowemu, aby podążać w tym kierunku, ostatnio wzrosły wraz z wprowadzeniem nowego prawodawstwa UE wymagającego od całej branży osiągnięcia nowego i wyższego poziomu wydajności.W artykule przeanalizowano zastosowanie płaszcza chłodzącego do chłodzenia obszaru elektromagnesu pompy i zaproponowano ulepszenia konstrukcyjne.W szczególności scharakteryzowano przepływ cieczy i wymianę ciepła w płaszczach chłodzących pracujących pomp.Udoskonalenia w konstrukcji płaszcza zapewnią lepsze przenoszenie ciepła do obszaru silnika pompy, co spowoduje poprawę wydajności pompy przy jednoczesnym zmniejszeniu oporu indukowanego.W tym celu do istniejącego zbiornika testowego o pojemności 250 m3 dodano system testowy z pompą montowaną na sucho.Umożliwia to szybkie śledzenie przez kamerę pola przepływu i obraz termiczny obudowy pompy.Pole przepływu potwierdzone analizą CFD umożliwia eksperymentowanie, testowanie i porównywanie alternatywnych projektów w celu utrzymania możliwie najniższych temperatur roboczych.Oryginalna konstrukcja pompy M60-4 wytrzymywała maksymalną temperaturę zewnętrznej obudowy pompy wynoszącą 45°C i maksymalną temperaturę stojana wynoszącą 90°C.Analiza różnych projektów modeli pokazuje, które projekty są bardziej przydatne dla bardziej wydajnych systemów, a które nie powinny być stosowane.W szczególności konstrukcja zintegrowanej wężownicy chłodzącej nie uległa poprawie w stosunku do konstrukcji oryginalnej.Zwiększenie liczby łopatek wirnika z czterech do ośmiu obniżyło temperaturę roboczą mierzoną na korpusie o siedem stopni Celsjusza.
Połączenie dużej gęstości mocy i skróconego czasu naświetlania w obróbce metali powoduje zmianę mikrostruktury powierzchni.Uzyskanie optymalnej kombinacji parametrów procesu laserowego i szybkości chłodzenia ma kluczowe znaczenie dla zmiany struktury ziaren i poprawy właściwości tribologicznych na powierzchni materiału.Głównym celem pracy było zbadanie wpływu szybkiej obróbki laserem impulsowym na właściwości tribologiczne dostępnych na rynku biomateriałów metalicznych.Praca poświęcona jest laserowej modyfikacji powierzchni stali nierdzewnej AISI 316L i Ti-6Al-4V.Do badania wpływu różnych parametrów procesu laserowego oraz uzyskanej mikrostruktury i morfologii powierzchni wykorzystano pulsacyjny laser CO2 o mocy 1,5 kW.Stosując cylindryczną próbkę obróconą prostopadle do kierunku promieniowania laserowego, zmieniano natężenie promieniowania laserowego, czas ekspozycji, gęstość strumienia energii i szerokość impulsu.Charakterystykę przeprowadzono za pomocą SEM, EDX, pomiarów chropowatości igły i analizy XRD.Zaimplementowano także model przewidywania temperatury powierzchni w celu ustalenia parametrów początkowych procesu doświadczalnego.Następnie przeprowadzono mapowanie procesu w celu określenia szeregu specyficznych parametrów obróbki laserowej powierzchni roztopionej stali.Istnieje silna korelacja pomiędzy natężeniem oświetlenia, czasem ekspozycji, głębokością obróbki i chropowatością obrabianej próbki.Zwiększona głębokość i szorstkość zmian mikrostrukturalnych była powiązana z wyższymi poziomami ekspozycji i czasem ekspozycji.Analizując chropowatość i głębokość poddanego obróbce obszaru, wykorzystuje się modele przepływu energii i temperatury powierzchni, aby przewidzieć stopień topnienia, który nastąpi na powierzchni.Wraz ze wzrostem czasu oddziaływania wiązki laserowej wzrasta chropowatość powierzchni stali dla różnych badanych poziomów energii impulsu.Chociaż zaobserwowano, że struktura powierzchni zachowuje normalne ustawienie kryształów, zaobserwowano zmiany w orientacji ziaren w obszarach poddanych obróbce laserowej.
Analiza i charakterystyka zachowania naprężenia tkanek oraz jego konsekwencje dla projektowania rusztowań
W ramach tego projektu opracowano kilka różnych geometrii rusztowania i przeprowadzono analizę elementów skończonych, aby zrozumieć właściwości mechaniczne struktury kości, ich rolę w rozwoju tkanek oraz maksymalny rozkład naprężeń i odkształceń w rusztowaniu.Oprócz struktur rusztowań zaprojektowanych za pomocą CAD pobrano tomografię komputerową (CT) próbek kości beleczkowej.Projekty te umożliwiają tworzenie i testowanie prototypów, a także wykonywanie MES tych projektów.Mechaniczne pomiary mikrodeformacji przeprowadzono na prefabrykowanych rusztowaniach i próbkach beleczkowatych kości głowy kości udowej i wyniki te porównano z wynikami uzyskanymi przez FEA dla tych samych struktur.Uważa się, że właściwości mechaniczne zależą od zaprojektowanego kształtu (struktury) porów, wielkości porów (120, 340 i 600 µm) oraz warunków obciążenia (z blokami obciążającymi lub bez).Badano zmiany tych parametrów dla podbudów porowatych o grubościach 8 mm3, 22,7 mm3 i 1000 mm3 w celu kompleksowego zbadania ich wpływu na rozkład naprężeń.Wyniki eksperymentów i symulacji pokazują, że geometryczny projekt konstrukcji odgrywa ważną rolę w rozkładzie naprężeń i podkreślają ogromny potencjał projektu podbudowy w zakresie poprawy regeneracji kości.Ogólnie rzecz biorąc, wielkość porów jest ważniejsza niż poziom porowatości przy określaniu całkowitego maksymalnego poziomu naprężenia.Jednakże poziom porowatości jest również ważny przy określaniu osteoprzewodnictwa konstrukcji rusztowań.Wraz ze wzrostem poziomu porowatości z 30% do 70% maksymalna wartość naprężenia znacznie wzrasta przy tej samej wielkości porów.
Wielkość porów rusztowania jest również ważna dla metody wytwarzania.Wszystkie nowoczesne metody szybkiego prototypowania mają pewne ograniczenia.Podczas gdy konwencjonalna produkcja jest bardziej wszechstronna, bardziej złożone i mniejsze projekty są często niemożliwe do wyprodukowania.Większość tych technologii obecnie nominalnie nie jest w stanie wytworzyć w sposób zrównoważony porów poniżej 500 µm.Zatem wyniki uzyskane w tej pracy dla porów o wielkości 600 µm są najbardziej odpowiednie dla możliwości produkcyjnych obecnych technologii szybkiego wytwarzania.Zaprezentowana struktura heksagonalna, choć rozpatrywana tylko w jednym kierunku, byłaby strukturą najbardziej anizotropową w porównaniu do struktur opartych na sześcianie i trójkącie.Struktury sześcienne i trójkątne są stosunkowo izotropowe w porównaniu do struktur sześciokątnych.Anizotropia jest istotna przy rozważaniu osteoprzewodnictwa projektowanego rusztowania.Rozkład naprężeń i lokalizacja otworu wpływają na proces przebudowy, a różne warunki obciążenia mogą zmienić maksymalną wartość naprężenia i jego lokalizację.Dominujący kierunek ładowania powinien sprzyjać wielkości i rozmieszczeniu porów, aby umożliwić komórkom wzrost do większych porów i zapewnić składniki odżywcze i materiały budowlane.Kolejnym ciekawym wnioskiem z tej pracy, badając rozkład naprężeń w przekroju słupów, jest to, że na powierzchni słupów rejestrowane są wyższe wartości naprężeń w porównaniu do środka.W pracy wykazano, że wielkość porów, poziom porowatości i metoda obciążenia są ściśle powiązane z poziomami naprężeń występujących w konstrukcji.Odkrycia te wskazują na możliwość tworzenia konstrukcji rozporowych, w których poziomy naprężeń na powierzchni rozpórek mogą zmieniać się w większym stopniu, co może sprzyjać przyleganiu i wzrostowi komórek.
Syntetyczne rusztowania zastępcze kości dają możliwość indywidualnego dostosowania właściwości, przezwyciężenia ograniczonej dostępności dawców i poprawy osteointegracji.Inżynieria kości ma na celu rozwiązanie tych problemów poprzez zapewnienie wysokiej jakości przeszczepów, które można dostarczać w dużych ilościach.W tych zastosowaniach ogromne znaczenie ma zarówno wewnętrzna, jak i zewnętrzna geometria rusztowania, ponieważ mają one znaczący wpływ na właściwości mechaniczne, przepuszczalność i proliferację komórek.Technologia szybkiego prototypowania pozwala na wykorzystanie niestandardowych materiałów o zadanej i zoptymalizowanej geometrii, wykonanych z dużą precyzją.W artykule zbadano zdolność technik druku 3D do wytwarzania złożonych geometrii rusztowań szkieletowych przy użyciu biokompatybilnych materiałów z fosforanu wapnia.Wstępne badania zastrzeżonego materiału pokazują, że można osiągnąć przewidywane kierunkowe zachowanie mechaniczne.Rzeczywiste pomiary kierunkowych właściwości mechanicznych wytworzonych próbek wykazały te same tendencje, co wyniki analizy elementów skończonych (MES).Praca ta pokazuje również wykonalność druku 3D do wytwarzania rusztowań o geometrii inżynierii tkankowej z biokompatybilnego cementu na bazie fosforanu wapnia.Podbudowy wykonano metodą nadruku wodnym roztworem wodorofosforanu disodowego na warstwie proszku składającej się z jednorodnej mieszaniny wodorofosforanu wapnia i wodorotlenku wapnia.Reakcja mokrego osadzania chemicznego zachodzi w łożu proszkowym drukarki 3D.Pobrano próbki stałe w celu pomiaru właściwości mechanicznych kompresji objętościowej wytworzonego cementu na bazie fosforanu wapnia (CPC).Tak wytworzone części miały średni moduł sprężystości 3,59 MPa i średnią wytrzymałość na ściskanie 0,147 MPa.Spiekanie prowadzi do znacznego wzrostu właściwości ściskających (E = 9,15 MPa, σt = 0,483 MPa), ale zmniejsza powierzchnię właściwą materiału.W wyniku spiekania cement fosforanowo-wapniowy rozkłada się na β-fosforan trójwapniowy (β-TCP) i hydroksyapatyt (HA), co potwierdzają dane termograwimetrycznej i różnicowej analizy termicznej (TGA/DTA) oraz analizy dyfrakcji promieni rentgenowskich ( XRD).właściwości są niewystarczające dla implantów silnie obciążonych, gdzie wymagana wytrzymałość wynosi od 1,5 do 150 MPa, a sztywność na ściskanie przekracza 10 MPa.Jednakże dalsza obróbka końcowa, taka jak infiltracja biodegradowalnymi polimerami, może sprawić, że struktury te nadadzą się do zastosowań w stentach.
Cel: Badania z zakresu mechaniki gruntów wykazały, że wibracje stosowane do kruszywa powodują bardziej efektywne ustawienie cząstek i zmniejszenie energii wymaganej do działania na kruszywo.Naszym celem było opracowanie metody wpływu wibracji na proces wbijania kości i ocena jej wpływu na właściwości mechaniczne zatrzymanych przeszczepów.
Faza 1: Frezowanie 80 głów kości udowej bydlęcej przy użyciu młynka kostnego Noviomagus.Przeszczepy następnie przemyto stosując system przemywania pulsacyjną solą fizjologiczną na tacy sitowej.Opracowano urządzenie wibracyjno-udarowe wyposażone w dwa silniki prądu stałego o napięciu 15 V z mimośrodowymi odważnikami zamocowanymi w metalowym cylindrze.Rzuć na nią ciężarek z zadanej wysokości 72 razy, aby odtworzyć proces uderzania w kość.Badano zakres częstotliwości drgań mierzony akcelerometrem zamontowanym w komorze wibracyjnej.Następnie każdy test ścinania powtórzono przy czterech różnych normalnych obciążeniach, aby uzyskać serię krzywych naprężenia-odkształcenia.Dla każdego testu skonstruowano obwiednie zniszczenia Mohra-Coulomba, z których wyprowadzono wartości wytrzymałości na ścinanie i blokowania.
Faza 2: Powtórz eksperyment, dodając krew, aby odtworzyć bogate środowisko spotykane w warunkach chirurgicznych.
Etap 1: Przeszczepy o podwyższonych wibracjach przy wszystkich częstotliwościach drgań wykazały wyższą wytrzymałość na ścinanie w porównaniu do uderzenia bez wibracji.Największy wpływ i był znaczny miały drgania o częstotliwości 60 Hz.
Etap 2: Szczepienie z dodatkowym oddziaływaniem wibracyjnym w kruszywach nasyconych wykazało mniejszą wytrzymałość na ścinanie dla wszystkich normalnych obciążeń ściskających niż uderzenie bez wibracji.
Wniosek: Zasady inżynierii lądowej mają zastosowanie do implantacji wszczepionej kości.W kruszywach suchych dodatek wibracji może poprawić właściwości mechaniczne cząstek uderzeniowych.W naszym systemie optymalna częstotliwość drgań wynosi 60 Hz.W kruszywach nasyconych wzrost wibracji niekorzystnie wpływa na wytrzymałość kruszywa na ścinanie.Można to wytłumaczyć procesem upłynniania.
Celem pracy było zaprojektowanie, zbudowanie i przetestowanie systemu, który może przeszkadzać stojącym na nim podmiotom, w celu oceny ich zdolności do reagowania na te zmiany.Można tego dokonać poprzez szybkie przechylenie powierzchni, na której stoi osoba, a następnie ustawienie jej w pozycji poziomej.Na tej podstawie można określić, czy badani byli w stanie utrzymać stan równowagi i ile czasu zajęło im przywrócenie tego stanu równowagi.Ten stan równowagi zostanie określony poprzez pomiar wpływu postawy pacjenta.Ich naturalne wahania postawy mierzono za pomocą panelu profilu nacisku stopy, aby określić, jak duże było to kołysanie podczas testu.System zaprojektowano także tak, aby był bardziej wszechstronny i przystępny cenowo niż obecnie dostępne na rynku, ponieważ chociaż maszyny te są ważne dla badań, nie są obecnie powszechnie stosowane ze względu na ich wysokie koszty.Nowo opracowany system przedstawiony w artykule został wykorzystany do przemieszczania obiektów badawczych o masie do 100 kg.
W tej pracy zaprojektowano sześć eksperymentów laboratoryjnych z zakresu nauk inżynieryjnych i fizycznych, aby usprawnić proces uczenia się uczniów.Osiąga się to poprzez instalowanie i tworzenie wirtualnych instrumentów do tych eksperymentów.Wykorzystanie instrumentów wirtualnych porównano bezpośrednio z tradycyjnymi metodami nauczania w laboratorium i omówiono podstawy rozwoju obu podejść.Poprzednie prace z wykorzystaniem uczenia się wspomaganego komputerowo (CBL) w podobnych projektach związanych z tą pracą zostały wykorzystane do oceny niektórych korzyści płynących z instrumentów wirtualnych, szczególnie tych związanych ze zwiększonym zainteresowaniem uczniów, zatrzymywaniem pamięci, zrozumieniem i ostatecznie raportowaniem z zajęć laboratoryjnych..powiązane korzyści.Wirtualny eksperyment omawiany w tym badaniu jest poprawioną wersją tradycyjnego eksperymentu i dlatego zapewnia bezpośrednie porównanie nowej techniki CBL z tradycyjnym laboratorium.Nie ma żadnej różnicy koncepcyjnej pomiędzy obiema wersjami eksperymentu, jedyna różnica polega na sposobie jego przedstawienia.Skuteczność tych metod CBL została oceniona poprzez obserwację wyników uczniów korzystających z instrumentu wirtualnego w porównaniu z innymi uczniami w tej samej klasie wykonującymi tradycyjny tryb eksperymentalny.Wszyscy uczniowie są oceniani poprzez przesyłanie raportów, pytań wielokrotnego wyboru związanych z ich eksperymentami i kwestionariuszy.Wyniki tego badania porównano także z innymi powiązanymi badaniami w dziedzinie CBL.
Czas publikacji: 19 lutego 2023 r