This work is supported by the NSF-EPSCoR (grant #0814194) and the Department of Bioengineering.

<html> 1. 장비 셋업 <ol><li> 2.45 μL / 분의 유속으로 바늘 끝로부터 중합체 용액을 분배하기 위해 15 psi에서의 압력을 설정하는 압력 조정기를 통해 분배 시스템을 조립하고 공압 원에 밸브 제어기와 주사기 배럴을 연결한다. </li><li> 안정적인 작업 환경 (그림 2)을 보장하기 위해 열 인클로저에 3 축 로봇 및 분배 시스템을 삽입합니다. </li><li> 시스템 제조업체가 제공하는 공동-로봇 제어 포인트 (JR-C 포인트) 소프트웨어를 설치하고 직렬 통신 포트를 통해 컴퓨터에 3 축 로봇을 연결합니다. </li><li> 3 축 로봇에 밸브를 장착하고 분배 밸브에 바늘 끝을 설치한다. </li><li> 밸브 팁 (15)의 높이에 대하여 평탄성을 확보하기 제조자의 지침에 따라 로봇 스테이지 정반을 레벨입니다. </li><li> 환경 제어를 추가 할 인클로저에 피드백 제어 히터를 조립합니다. </li></ol>콘텐츠 &quot;FO : 유지 - together.within 페이지 =&quot;항상 &quot;&gt; <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/52834/52834fig2.jpg" /> 그림 2. (A)의 케이스 안에 보관에 필요한 액세서리와 로봇을 분배하는 3 축; 와, (B)는 시각화를위한 연결된 USB 현미경 분배 밸브의 이미지를 닫습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52834/52834fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 2. 실험 재료 및 제어 요인 <ol><li> 요소 및 그 조합을 제어한다. <ol><li> JR C 포인트 소프트웨어에 의해, 100 % (500mm / 초)까지 1 %의 속도 (5mm / 초)에서 공급 속도 다르지만. 본 출원의 경우, 제조에 2 %의 속도 (10mm / 초)를 사용하여 섬유 구조는이 연구에서 제시했다. </li><li> 필요한 특정 점도, 표면 장력 및 변동성 파라미터를 달성하는 중합체 용액의 농도를 바리원하는 용도.이 애플리케이션은이 작업에서 제시된 섬유 구조체를 제조하는 클로로 벤젠 용액에 24 % 메틸 메타 크릴 레이트 (PMMA)를 사용한다. </li><li> 공압 공기를 통해 솔루션을 배출하기 위해 0.02 초 초 1에서 제어 밸브 분배 시간이 달라집니다.이 응용 프로그램은이 연구에서 제시 한 섬유 구조를 제작하기 위해 0.02 초를 사용합니다. </li><li> 폴리머 솔루션을 분배하는 높은 정밀도 바늘 팁 게이지 크기를 선택합니다.이 응용 프로그램은이 연구에서 제시 한 섬유 구조를 제작하기 위해 30 G (내경 (ID) = 152.4 μm의) 팁을 사용합니다. </li><li> 중합체 샘플의 일정한 증착 속도를 유지하기 위해 단열 상자에 100 ° F ~ 70 ° F 사이의 작동 온도 범위를 설정한다.이 애플리케이션은이 작업에서 제시된 섬유 구조체를 제조하기 위해 70 ° F의 온도를 사용한다. </li></ol></li><li> 고분자 용액의 제조. <ol><li> 혼합폴리 메틸 메타 크릴 레이트의 중합체 수지 (PMMA; 0.72 g) 화학 유동 후드하에 용매를 클로로 벤젠 (2.28 g)와. </li><li> 용액 중 중합체의 원하는 농도를 달성하기 중합체 (PMMA)와 용매 (클로로 벤젠)의 중량을 계산한다.이 애플리케이션은이 작업에서 제시된 섬유 구조체를 제조하는 클로로 벤젠 용액에 24 % 메틸 메타 크릴 레이트 (PMMA)를 사용한다. </li><li> 이 응용 프로그램은. 폴리머 분말 / 유리 병에 수지의 원하는 금액을 놓고 PMMA의 24 % 농도를 달성하기 위해 PMMA 수지의 0.72 g을 사용합니다. </li><li> 3g의 총 중량에 도달 할 때까지 피펫으로 바이알에 용매 내의 중합체 옮긴다. </li><li> 소용돌이 통을 사용하여 1 분 동안 유리 병을 혼합하고 초음파 완전히 폴리머 분말 / 수지를 용해 5 시간 동안을 처리합니다. </li><li> 분명까지 초음파 처리를 계속 샘플에 어떤 흐려 또는 불투명가있는 경우, 솔루션의 투명성을 확인합니다. </li></ol></li><li> 중합체 용액의 점도 측정. <ol><li> 콘 및 플레이트 점도계를 통해 측정 솔루션 점도 (예를 들어, LVDV-II +와 RVDV-II +) 16. </li><li> 로드 점도 측정에서 에러를 최소화하기 위해 점도계 교정 점도계 제조업체에서 제공하는 공지의 표준 점도 샘플 (글리세린 계 및 물 혼합물) 0.5ml를. 제조자는 점도계 교정 표준 샘플의 다양한 제공. 100,000 (Cp)의 점도 글리세린 기반의 표준 시료를 사용합니다. </li><li> 일정한 작동 온도에서 시험 유체를 유지하기 위해 점도계 워터 재킷을 연결한다. </li><li> 스핀들의 회전을 시작 ON 위치로 On / Off 스위치를 이동하여 시험 유체 측정을​​ 시작합니다. 디스플레이 패널의 토크 값이 안정되면, 토크를 기록하고, 스핀들 (1)의 토크, 스핀들 승산기 상수 및 속도 사이의 관계를 사용하여 최종 점도를 계산할6 <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/52834/52834eq1.jpg" /> 점도이고, RPM이 콘에 부착 된 스핀들 속도, TK는 (LVDV-II +, RVDV-II + 1 대 0.09373) 토크이다, SMC는 점도 동안 사용되는 특정 스핀들에 따라 스핀들 승산기 일정 측정. 이 연구를 위해, CP-52 9.83 스핀들의 주축 승산기 상수를 갖는 사용 하였다. </li></ol></li><li> 고분자 용액의 표면 장력 측정. <ol><li> 측정 방법은 빌헬 기술을 의미한다. (14) </li><li> 고해상도 밸런스 (규모 해상도 = 0.001 G)에 유리 바이알에 1 ml의 테스트 솔루션을 놓습니다. 테스트 솔루션으로 알려진 직경의 유리 막대를 찍어. </li><li> 표면을 만지지 부분적 제로 연락처와 테스트 솔루션에 몰입 할 수있는 서보 또는 스테퍼 제어 선형 액추에이터를 통해로드의 위치를​​ 제어합니다. </li><li> 모니터 때 균형 질량 측정의 변화를 기록솔루션면으로부터로드를 제거하는 단계를 포함한다. </li><li> 힘의 변화,로드에 유체의로드와 접촉 각도의 경계에 의한 표면 장력을 계산합니다. <img alt="식 (2)" src="/files/ftp_upload/52834/52834eq2.jpg" /> , θ는 액체의 접촉각이로드에로드의 습윤 둘레 (L = 직경 10.05 mm = 3.2 mm)이다 여기서, F는로드의 선단에 시험 유체의 표면 장력에 의한 구동력 변화이다. </li></ol></li><li> 용액의 질량 전달 계수를 측정. <ol><li> 열 중량 분석에 의한 폴리머 솔루션의 물질 전달 계수를 측정한다. (14) </li><li> 균형을 테어 링 (taring) 전에 백금 판에 24 % (중량 기준) PMMA 중합체 용액 30 μL로드. </li><li> 챔버, 프로그램을 대상 용액의 질량을 모니터하기 위해 2 시간 동안 바람직한 작동 온도 (70 ° F)에서 실행되도록 벤트 장치. </li><li> 용액의 질량의 변화에​​ 의해 질량 전달 계수를 계산솔루션 / 무선 인터페이스 및 밀도의 영역입니다. <img alt="식 (3)" src="/files/ftp_upload/52834/52834eq3.jpg" /> m (t)는 PMMA 용액의 질량이고,이 용액 / 공기 계면의 면적이다 (표준 플레이트 78.5 mm (2)와 동일), mPOLYMER은 용액에 중합체 물질이고, 상기 용액의 농도이다. </li></ol></li></ol> 3. 직접 쓰기 실험 절차 <ol><li> 시스템 샘플 로딩 프로토콜을 분배. <ol><li> 로드 주사기 배럴로 중합체 용액 3 ml를 일관성 공기압 분포를 제거하기 위해 주사기 피스톤 배럴에 배치. </li><li> 상기 주사기 배럴에 유입 라인 어댑터 트위스트 소스 라인 에어 관에 연결. </li><li> 실험을 수행하기 위해 정밀 바늘 끝의 원하는 게이지 크기를 선택합니다. </li><li> 분배 컨트롤러 패널에서 상태를 제거 클릭로 전환 &quot;주기&quot;버튼을 너무 폴리머 분사 밸브를 채우기 위해lution는까지 바늘 끝으로부터 배출된다. </li><li> 프로그램 섬유 쓰기 절차의 준비에 끝에서 잔류 고분자 용액을 닦습니다. </li></ol></li><li> 3 축 로봇 및 분배 시스템을 통한 직접 기입 중합체 섬유. <ol><li> 소정의 마이크로 / 서브 마이크론 섬유 구조체의 개시 포인트에 기본 홈 위치로부터 분배 니들의 선단의 위치를​​ 오프셋 로봇 스테이지를 결정하는 인출 할 수 있도록 구성되어있다. Z 축을 따라 변환 디스펜스 시스템 밸브 브래킷에 USB 현미경 (배율 = 200X)를 탑재. 수동 정확하게 원하는 위치, 조립식 기판 또는 장치에 밸브 팁을 위치 돕는 USB 현미경에 포커싱 노브를 조정하여 팁 디스펜서에 초점을 맞춘다. </li><li> 원하는 섬유 구조 패턴 (도 3A, 4A 및 5A) CAD 소프트웨어 패키지를 이용하여 설계 / 생성. 로보로 입력 공간 좌표 (X, Y, Z)t JR-C CAD 프로그램 (도 3b,도 4b 및도 5b) 이내 소망의 패턴에 대하여 순차적으로 모든 개시 및 종료 포인트를 제어하기위한 소프트웨어. 15 </li><li> JR-C 소프트웨어 (15) 내에서 로봇 메뉴에서 &quot;C &amp; T의 데이터를 전송&quot;을 클릭하여 로봇에 컴퓨터에서 완성 된 섬유 구조 설계 프로그램을 전송합니다. </li><li> 부하 (3) 시린지 외통, 퍼지 밸브 및 바늘로 공지 된 농도 (24 %)의 PMMA 용액 시료 ㎖, 설정 소프트웨어를 제어하는​​ 밸브 제어 장치 및 로봇에 대한 모든 파라미터 디스펜스. </li><li> 로봇 스테이지 정반 상에 기판을 배치 조립식 중합체 용액 불안정 증발을 유도 할 수있다 주위의 공기 흐름을 방지하기 위해 열 인클로저 도어를 닫는다. </li><li> JR-C 소프트웨어로부터 로봇 메뉴를 클릭하고 선택하여 기판 상 섬유를 쓰기 시작 &quot;테스트 실행&quot;15. </li><li> DC 스퍼터 코트 금의 2 nm 두께의 층까지 2 분 동안 금 도전성 금속층은 주 사형 전자 현미경으로 섬유의 시각화를 허용하도록 그려진 섬유 상에 침착된다. </li><li> 주사 전자 현미경 (17)의 섬유 직경과 구조를 측정한다. 현미경 매개 변수 : 높은 전압 레벨 : 2.00 kV의; 목적 : InLens, 작동 거리 (9.0 mm)이다. </li></ol></li><li> 화학 흐름 후드 아래에 분배 시스템 청소 절차를 수행합니다. <ol><li> 세정 절차를 수행하기 위해 화학적 흐름 후드에서 분배 시스템을 배치. </li><li> 제조사의 프로토콜에 따라 니들 밸브를 분해. </li><li> 모든 부품이 몰입 될 때까지 비커에 아세톤을 부어, 비커에 모든 금속 부품을 배치합니다. </li><li> 모든 폴리머 잔존물을 제거하는 30 분 동안 초음파 욕조에 비커를 놓습니다. </li><li> 흐르는 탈 이온수에서 모든 부분을 씻어 후 건조를 날려 공기 총을 사용합니다. </li></ol></<html> 리&gt; </ol><img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/52834/52834fig3.jpg" /> 10mm X 10mm 프레임 설계 &quot;쿼드&quot;웹 구조 그림 3. (A) 예, (B) JR-C 포인트 소프트웨어에 입력 할 순차 포인트 - 투 - 포인트 공간 지시. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52834/52834fig3large.jpg" target="_blank">을 보려면 여기를 클릭하십시오 이 그림의 더 큰 버전.</a> <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/52834/52834fig4.jpg" /> 도 10mm X 10mm 프레임 설계 &quot;대칭&quot;웹 구조의 4. (A) 실시 예, (B) 순차 지점 간 공간적 설명 JR-C 지점 소프트웨어에 입력된다.&quot;빈&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/52834/52834fig5.jpg" /> 10mm X 10mm 프레임 설계 &quot;이중 갈매기&quot;웹 구조, (B) 연속 포인트 - 투 - 포인트 공간 지침 그림 5. (A) 예 JR-C 포인트 소프트웨어에 입력 할 수 있습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52834/52834fig5large.jpg" target="_blank">보려면 여기를 클릭하십시오 이 그림의 더 큰 버전.</a>

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S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+suspended+electrokinetic+microchannels+from+directly-written+sacrificial+polymer+fibers.">Fabrication of suspended electrokinetic microchannels from directly-written sacrificial polymer fibers.</a> Microfluid. Nanofluid. 13, 451-459 (2012).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

각 시험을 시도하기 전에, 중합체 용액의 점도, 질량 전달 계수 및 표면 장력 시험 정확하게 로봇 및 분배 시스템은 원하는 중합체를 처리 할 수​​ 있는지 여부를 결정하기 위해 측정하는 것이 중요하다. 우리 그룹에 의해 전술 한 바와 같이, 중합체 용액 충분히 유지해야 : 1) 표면 장력이 미크론 / 서브 미크론 구조로 액체 필라멘트의 형성을 가능하게하는 단계; 2) 점도가 모세관 헤어 견딜; 그리고, 3) 증발 속도는 섬유 응고 (18)을 강화한다. 이러한 매개 변수 사이의 시너지 효과는 성공적으로 직경의 지정된 범위에서 섬유를 생산하는 열쇠입니다. 동시에, 이러한 파라미터 중 임의의 불안정성 미크론 / 서브 마이크론 스케일 섬유의 형성을 방지한다. 섬유 제조 동안에이 파라미터 간의 시너지 효과를 유지하기 위해서는 바늘과 바늘 밸브가 완전히 직접 기록 S 후 세척되는 것을 보장하는 것이 중요방지 ession : 용액 1) 오염; 2) 바늘을 통해 중합체 용액 유량의 감소; 및 니들의 팁에서 중합체 비드, 3) 과도 성장. 또한, 히터 온도 제어부는 중합체 용액의 일정한 증착 속도를 유지하기 위해 원하는 온도로 설정되어야한다. 두 갈래의 분기 섬유는도 6-8에서의지지 구조체의보다 직경이 41 %와 24 % 이상, 59 %이었다 각각 24 % PMMA 용액을 사용. 이는 섬유가 그려진되는 거리에 주로 기인한다. 구체적으로,지지 구조물이 기판의 전체 폭을 가로 질러 그려 (X 및 Y 방향으로 10.0 mm, 대각선 14.4 mm). 결과적으로, 이들은 전체 부유 구조물의 긴 섬유이다. 두 갈래의 가지 구조는 아래로 2.5 mm의 7mm 최대 길이에 이르기까지, 상당히 짧다. 이 짧은 섬유 그리기 길이는 더하지 않습니다t 효과적으로 작은 직경의 섬유를 생성하기 위해 섬유 씨닝 처리 중에 필요한 섬유 변형을 유도한다. 한편, 큰 직경의 와이어는 효과적으로 갈래 분기 드로잉 과정 유도 잡아 당 겼 및 변형을 유지하기 위해지지 섬유로서 기능해야한다. 분기 분기가지지 섬유 걸쳐 그려 같이,지지 섬유 형상의 리모델링 인해에 존재하는 용매에서 드로잉 힘뿐만 아니라 지지체의 계면 PMMA 중합체의 국부적 용해 및 분지 섬유에 발생할 수 고분자 용액. 따라서, 일부 경우에, 상기지지 섬유는 더 큰 직경과 기계적으로 더 강한 섬유를 생성하기 위하여 중합체의 더 높은 농도로 이루어지는 중합체 용액으로부터 제조 될 필요가있다. 지지체의 넓은 범위 및 분지 섬유를 생성하기 위해 기존의 프로토콜을 변경하기위한 방법은 주로 세 가지 효과가있다직경 : 1)로 처음에 큰 바늘 끝으로부터 중합체를 분배 (예 25 G; ID = 254 μm의)지지 섬유를 생성하고 작은 니들 팁 (예를 들면, 32 G와 교환하는 단계; ID = 101.6 μm의)을 제조하는데 작은 분기 섬유; 전술 한 바와 같이 2), 다수의 중합체 농도를 사용한다; 및 예 / 또는 3) 조정 공급 속도, 공급 속도는 더 작은 직경의 섬유를 생성 증가 및 공급 속도를 감소 여기서 스테이지가, 통과하는 속도는 더 큰 직경의 섬유를 생성한다. 지금까지, 우리는 성공적으로 90 나노 작게 섬유를 제조 할 수 있었다; 그러나,이 차원에서 섬유의 수율은 모세관 해체로 낮다. 자동화 직접 기입 처리의 한 가지 제한은 고분자 용액의 농도는 단지 하나의 시간에 분배 될 수 있다는 것이다. 이것은 필요없이 개발 될 현탁 구조의 복잡성 레벨을 제한 : 1) 로봇 제 디스펜스 밸브를 추가;또는, 2) 기존의 밸브를 제거하고 추가 시간이 소요되는 제 2 폴리머 솔루션을 분배하기 전에 청소 프로토콜 (3.4 절)을 수행합니다. 두 번째 제한은 시스템이 달성 가능한 최대 공급 속도는 500mm / 초이다 이송 속도 (또는 인쇄 속도)이다. 그러나, 이송 속도 및 섬유화 간의 트레이드 오프가있다. 관성력 (이송 속도에 의한 힘)이 표면 장력 및 중합체 용액의 증발 속도보다 큰 경우 즉, 섬유 형성이 발생하지 않는다. 공급 속도가 너무 낮 으면, 섬유 인해 전 연신 공정 동안 과도한 증발로 파단된다. 셋째, 섬유 구조 및 치수가 각각 X, Y 및 Z 방향으로 로봇의 스테이지의 동작 범위, 즉, 200mm, 200mm 및 (10 ㎛의 위치 정밀도)와 25mm로 제한된다. 그럼에도 불구하고,이 과정 (섬유 L 높은 종횡비의 형성을 가능하게하지ength : 직경) 섬유. 전략적으로 높은 복잡도 자유롭게 부유 구조물을 생성 할 수있는 능력을 생성 분배 팁 크기 및 광범위한 섬유 직경 범위에 대해 허용하는 중합체 용액의 농도를 변화. 프로토콜은 위에서 설명한 다음으로 미크론 및 서브 미크론 직경 고분자 섬유는 다른 습식 건식 또는 전기 방사 공정으로 제어 할 수없는 중합체 용액의 표면 장력 구동 유체 역학을 이용하여 공간 제어의 높은 수준으로 생성 될 수있다 . 종래 작업 8,19에서, 우리는이 기술이 복잡 마이크로 / 미크론 유체 장치 (19) 및 생명 공학적 지지체 (8)을 제작하는 데에 이용 될 수 있음을 알고있다. 이 저렴하고 쉬운 방법은 여러 가지면에서 기존의 대패 제조 방법에 비해 자신의 장점이 있습니다.

지난 수십 년간, 습식 방사, 건식 방사하고 전기 방사 등 제조 기술, 다양한 걸쳐, 다양한 생물학적 강력한 화학, 전기 및 기계적 특성을 가진 신규 한 중합체 1-12 섬유 구조를 생성하기 위해 사용되어왔다. 이러한 스피닝 기법 입체 섬유 현탁 생성 할지라도, 이들은 이러한 과정을 통해 광섬유 증착 자연에서 랜덤이므로 정확히 3 차원 섬유 배향을 제어 할 수있는 능력이 제한되어있다. 또한, 이들 기술은 섬유 제조에 그들의 치수 범위로 제한되고; 수십 나노 미터에서 하나 마이크론 (13)에 이르기까지 직경 수율 섬유를 전기 방사하면서 특히, 습식 및 건식 방사를 통해 제조 된 섬유는 수십에서 수백 마이크로 미터의 직경에 따라 다릅니다. 3-D 공간에서 섬유 배향의 더 정밀한 제어를 제공하기 위해, 우리 그룹은 자체 개발-assemble 또는 직접 중공 후 모세관에서 고분자 재료를 토출하고 &quot;직접 기록&quot;섬유 제조 공정은 표면 장력 구동 유체 역학 (14)를 이용하여 예측 가능한 섬유 직경으로 고화 얇고 개별 필라멘트를 그린다. 파이버 위치 및 직경의 제어의 수준을 증가시키기위한 당초 직접 기록 시스템 초고 정밀도 Micromilling 머신 (도 1)로 이루어지는 사용자의 머리에 부착 맞춤 제작 스프링 식 주사기 분배 시스템으로 구성되었다. UHPMM은 X 및 Y 방향에서 1.25 nm 내지 프로그래밍 미크론 및 서브 미크론 스케일 와이어 및 구조를 생성하도록 제어하고 Z 방향으로 20 ㎚의 위치 분해능으로 스테이지를 가지고 있었다. 특정 직접 기록 시스템의 하나의 제한은 니들 팁을 통해 중합체 용액의 흐름 제어의 부족했다. 스프링로드 분배 시스템이 성공적으로 일정 플로를 생성하지만팁 통해 w, 중합체 용액의 연속적 확대 구형 비드는 환경 조건에 따라 크기와 부피 변화 주​​사기 팁의 출구에 만들어졌다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/52834/52834fig1.jpg" /> 그림 초고 정밀도 Micromilling 기계 1. 이미지 :. 마이크론 / 서브 마이크론 규모의 구조를 제조에 사용 된 최초의 직접 쓰기 시스템 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52834/52834fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 이 소스 비드 불일치 반복적 소정 직경의 와이어를 제조하는 시스템의 능력에 영향. 구조물이 성공적으로 직접 기입 처리를 이용하여 생성 된, 긴하지만, 중합체 용액 유량의 제어를 증가시킴으로써 프로세스의 개선을 위해 더 PRECI 허용SE는, 주사기 팁에서 비드 크기의 조절을 통해 섬유 직경을 규정. 따라서,이 작업을 정확하게 규정 만들기 위해 중합체 용액 유량 및 팁 비드 크기를 제어 할 공압식 디스펜서 밸브 미크론 / 미크론 현탁 구조와 3 축 자동 분배 시스템의 구현을 설명한다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<colgroup>
		<col span="2" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr>
			<td>ROBOT DR2203N 3 AXES 200MM X 200MM</td>
			<td>Nordson EFD</td>
			<td>7023145</td>
			<td>3-Axis Robot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CONTROLLER 7100, DISPENSE VALVE</td>
			<td>Nordson EFD</td>
			<td>7015340</td>
			<td>Valve Controller</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MICRODOT VALVE</td>
			<td>Nordson EFD</td>
			<td>7021233</td>
			<td>Microdot Valve</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ROBOT ACC FIXTURE PLATE 200MM</td>
			<td>Nordson EFD</td>
			<td>7028276</td>
			<td>Fixture Platen</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ROBOT ACC DRN / DSRN POINTS SOFTWAR</td>
			<td>Nordson EFD</td>
			<td>7023144</td>
			<td>JR-C Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ROBOT MOUNT VALVE UNIVERSAL</td>
			<td>Nordson EFD</td>
			<td>7028273</td>
			<td>Microdot Valve Mount</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 PSI BARREL PRESS. REGULATOR</td>
			<td>Nordson EFD</td>
			<td>7020585</td>
			<td>Barrel Regulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KIT O BRL/PIST 5CC CL/WH 40</td>
			<td>Nordson EFD</td>
			<td>7012096</td>
			<td>5CC Barrels with Pistons</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ADAPTER ASM O 5CC BL</td>
			<td>Nordson EFD</td>
			<td>7012054</td>
			<td>Pneumatic Barrel Adapter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TIP 30GA .006X.25 LAVNDR 50PC</td>
			<td>Nordson EFD</td>
			<td>7018424</td>
			<td>30 GA Needle Tip (0.250&#34; length)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric Baseboard Heater (500W, 30&#34; length)</td>
			<td>Cadet</td>
			<td>2F500</td>
			<td>Heater</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature Controller with Timer</td>
			<td>Control Company</td>
			<td>130726596</td>
			<td>Temperature Controller</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>eScope USB Microscope</td>
			<td>OiTez</td>
			<td>DP-M02</td>
			<td>200X USB Microscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(methyl methacrylate)</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>182265-500G</td>
			<td>PMMA Powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chlorobenzene</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>284513</td>
			<td>Solvent to dissolve PMMA</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

prescribed 3-d direct writing of suspended micron/sub-micron scale fiber structures via a robotic dispensing system

A 3-axis dispensing system is utilized to control the initiating and terminating fiber positions and trajectory via the dispensing software. The polymer fiber length and orientation is defined by the spatial positioning of the dispensing system 3-axis stages. The fiber diameter is defined by the prescribed dispense time of the dispensing system valve, the feed rate (the speed at which the stage traverses from an initiating to a terminating position), the gauge diameter of the dispensing tip, the viscosity and surface tension of the polymer solution, and the programmed drawing length. The stage feed rate affects the polymer solution&#8217;s evaporation rate and capillary breakup of the filaments. The dispensing system consists of a pneumatic valve controller, a droplet-dispensing valve and a dispensing tip. Characterization of the direct write process to determine the optimum combination of factors leads to repeatedly acquiring the desired range of fiber diameters. The advantage of this robotic dispensing system is the ease of obtaining a precise range of micron/sub-micron fibers onto a desired, programmed location via automated process control. Here, the discussed self-assembled micron/sub-micron scale 3D structures have been employed to fabricate suspended structures to create micron/sub-micron fluidic devices and bioengineered scaffolds.

도 3-5A 및 상기 B에서 정의 된 각각의 설계 및 JR C 점 알고리즘의 각각에 대한 3 축 로봇과 직접 기록 방법을 통해 제조 된 구조들의 실제 사진도 6a,도 7a 및 8a에 도시된다. 결과 이미지에서 알 수있는 바와 같이, 입체 자유롭게 매달린 섬유는 정밀 포인트뿐만 아니라 교점을 종료 / 기​​동을 포함한 소정의 공간 위치에 디스펜서 팁을 조작하여 기판 상에 성공적으로 &quot;쓰여진&quot;이었다. 이들 도면의 세트는 정확히 ​​3-D 공간에서 섬유 배향 (도 6B, 7B 및 8B)를 제어하기위한 시스템의 능력을 입증 현탁 섬유의 교차점을 확대. <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/52834/52834fig6.jpg" /> 도 6 (A) 연산<html> 하나의 갈래 섬유 (289X 배율 (B)의 SEM 이미지를 (스케일 바 = 1mm 15 배 광학 배율) 중단 웹 구조는 2 지원 섬유 (대각선) 12 갈래 분기 아크릴 섬유를 가지고 제작 된 &quot;쿼드&quot;의 광 케이블 (optical) 이미지 규모 바 = 100 ㎛). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52834/52834fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 7" src="/files/ftp_upload/52834/52834fig7.jpg" /> 도 7 (A) 1지지 섬유 (가로) 11 갈래 분지 PMMA 섬유 갖는 제조 &quot;대칭&quot;현탁 웨브 구조의 광학 상; 단일 갈래의 (15X 광학 배율 스케일 바 = 1 ㎜), (B) SEM 이미지 섬유 (107X 확대, 스케일 바 = 100 ㎛).52834fig7large.jpg &quot;대상 =&quot;_ 빈 &quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 8" src="/files/ftp_upload/52834/52834fig8.jpg" /> (; 눈금 막대 = 1mm 15X 광학 배율), (B) 하나의 SEM 이미지를도 8 (A) 제조 &quot;이중 셰브론&quot;의 광학 화상은 1지지 섬유 (가로) 22 갈래 분지 PMMA 섬유를 갖는 웹 구조를 현탁 두 갈래의 섬유. (80X 확대, 스케일 바 = 100 ㎛) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52834/52834fig8large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 그림 9 디스플레이는 3 축 로봇 및 분배 시스템이 자유롭게 부유 웹 같은 구조를 생성 할 수있는 섬유 제조의 연속 포인트 - 투 - 포인트 순서의 뷰를 닫습니다. P<html> 숫자로 표시된으로 고분자 접촉점은 상기도 3b에서 참조 JR-C 소프트웨어 프로그램 된 시작 및 종료 포인트에 대응한다. 화살표는 로봇 궤적을 나타낸다. 다양한 크기의 와이어를 제조 직접 기록 시스템의 능력을 보여주는 디스플레이 10 미크론 및 서브 미크론 고분자 섬유를,도. <img alt="그림 9" src="/files/ftp_upload/52834/52834fig9.jpg" /> 마이크론 및 서브 마이크론 고분자 섬유 (29 배 확대, 스케일 바 = 200 μm의) 그리기위한 연속 포인트 - 투 - 포인트 제작 순서를 보여주는 그림 9. 전자 현미경 사진. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52834/52834fig9large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 2834 / 52834fig10.jpg &quot;/&gt; 그림 10. SEM 마이크론 (6.5 μm의) 및 서브 마이크론 (555 나노 미터) 20 % 농도의 아크릴 폴리머 용액을 사용하여 그린 섬유의 이미지입니다. (2,270X 확대, 스케일 바 = 2 μm의) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52834/52834fig10large.jpg" target="_blank">여기를 클릭하십시오이의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다 이 그림.</a> 고분자 섬유 길이 및 직경은 주사 전자 현미경을 사용하여 측정 하였다. 표 1은 두 갈래의 분기 섬유 지지체 섬유에 대응 전술도 6-8에 제시된 각각의 독특한 구조의 평균 와이어 직경을 나타낸다. 표 2 디스플레이 측정 하였다 중합체 파라미터 위에서 언급 한 구조를 제조하는데 이용 된 24 % PMMA 용액에서. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> 그림 6의 구조 직경</td><td> 그림 7의 구조 직경 </td><td> 그림 8의 구조 직경 </td></tr><tr><td> 지원 섬유 </td><td> 8.65 ± 1.43 μm의 </td><td> 9.39 ± 1.23 μm의 </td><td> 9.31 ± 1.65 μm의 </td></tr><tr><td> 분기 섬유 </td><td> 20.96 ± 3.35 μm의 </td><td> 15.92 ± 1.44 μm의 </td><td> 12.24 ± 5​​.42 μm의 </td></tr></tbody></table> 24 % PMMA 솔루션 그림 6-8에 표시된 일시 중단 지원과 분기 섬유 표 1. 평균 직경. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> 24 % PMMA </td></tr><tr><td> 점도 (파 * 초) </td><td> 35.19 </td></tr><tr><td> 표면 장력 (mN / m) </td><td> 262.01 </td></tr><tr><tD&gt; 물질 전달 계수 (M / 초) </td><td> 8.59 × 10 -8 </td></tr></tbody></table> 이 연구에서 제시된 섬유 구조체를 제조하는데 사용되었다 24 % PMMA 용액 표 2. 고분자 파라미터.

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Prescribed 3-D Direct Writing of Suspended Micron/Sub-micron Scale Fiber Structures via a Robotic Dispensing System

여기서는 3 축 분배 시스템으로 자동화 직접 기입 순서에 의해 생성 된 자유 - 부유 마이크론 / 서브 마이크론 스케일 고분자 섬유와 &quot;웹 형상&quot;구조를 제조하는 프로토콜을 제시한다.

일시 중단 된 마이크론 / 서브 마이크론 스케일 섬유 구조의 3 차원 직접 쓰기는 로봇 디스펜스 시스템을 통해 처방

A 3-axis dispensing system is utilized to control the initiating and terminating fiber positions and trajectory via the dispensing software. The polymer ...

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7.9K 조회수.  University of Louisville.  여기서는 3 축 분배 시스템으로 자동화 직접 기입 순서에 의해 생성 된 자유 - 부유 마이크론 / 서브 마이크론 스케일 고분자 섬유와 "웹 형상"구조를 제조하는 프로토콜을 제시한다. 

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Fabrication of Uniform Nanoscale Cavities via Silicon Direct Wafer Bonding

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned and bonded silicon wafers. Unlike confinements in porous materials often used for these types of experiments3, bonded wafers provide predesigned uniform spaces for confinement. The geometry of each cell is well known, which removes a large source of ambiguity in the interpretation of data.
Exceptionally flat, 5 cm diameter, 375 &#181;m thick Si wafers with about 1 &#181;m variation over the entire wafer can be obtained commercially (from Semiconductor Processing Company, for example). Thermal oxide is grown on the wafers to define the confinement dimension in the z-direction. A pattern is then etched in the oxide using lithographic techniques so as to create a desired enclosure upon bonding. A hole is drilled in one of the wafers (the top) to allow for the introduction of the liquid to be measured. The wafers are cleaned2 in RCA solutions and then put in a microclean chamber where they are rinsed with deionized water4. The wafers are bonded at RT and then annealed at ~1,100 &#176;C. This forms a strong and permanent bond. This process can be used to make uniform enclosures for measuring thermal and hydrodynamic properties of confined liquids from the nanometer to the micrometer scale.

A method for permanently bonding two silicon wafers so as to realize a uniform enclosure is described. This includes wafer preparation, cleaning, RT bonding, and annealing processes. The resulting bonded wafers (cells) have uniformity of enclosure ~1%1,2. The resulting geometry allows for measurements of confined liquids and gasses.

실리콘 다이렉트 웨이퍼 본딩을 통한 균일한 나노스케일 캐비티 제조

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned ...

연구

공학

Writing and Low-Temperature Characterization of Oxide Nanostructures

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions. Oxide interfaces exhibit a wide range of properties that can be controlled include conduction, piezoelectric behavior, ferromagnetism, superconductivity and nonlinear optical properties. Recently, methods for controlling these properties at extreme nanoscale dimensions have been discovered and developed. Here are described explicit step-by-step procedures for creating LaAlO3/SrTiO3 nanostructures using a reversible conductive atomic force microscopy technique. The processing steps for creating electrical contacts to the LaAlO3/SrTiO3 interface are first described. Conductive nanostructures are created by applying voltages to a conductive atomic force microscope tip and locally switching the LaAlO3/SrTiO3 interface to a conductive state. A versatile nanolithography toolkit has been developed expressly for the purpose of controlling the atomic force microscope (AFM) tip path and voltage. Then, these nanostructures are placed in a cryostat and transport measurements are performed. The procedures described here should be useful to others wishing to conduct research in oxide nanoelectronics.

Oxide nanostructures provide new opportunities for science and technology. The interfacial conductivity between LaAlO3 and SrTiO3 can be controlled with near-atomic precision using a conductive atomic force microscopy technique. The protocol for creating and measuring conductive nanostructures at LaAlO3/SrTiO3 interfaces is demonstrated.

작성 및 산화물 나노 구조의 저온 특성

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions.  Oxide ...

Writing Bragg Gratings in Multicore Fibers

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong suppression at a single wavelength requires that all cores have matching transmission profiles. These gratings cannot be inscribed using the same method as for single-core fibers because the curved surface of the cladding acts as a lens, focusing the incoming UV laser beam and causing variations in exposure between cores. Therefore we use an additional optical element to ensure that the beam shape does not change while passing through the cross-section of the multicore fiber. This consists of a glass capillary tube which has been polished flat on one side, which is then placed over the section of the fiber to be inscribed. The laser beam enters the fiber through the flat surface of the capillary tube and hence maintains its original dimensions. This paper demonstrates the improvements in core-to-core uniformity for a 7-core fiber using this method. The technique can be generalized to larger multicore fibers.

We describe a technique for inscribing identical fiber Bragg gratings into each core of a multicore fiber. This is achieved by introducing an additional surface into the optical path to mitigate lensing by the curved surface of the fiber cladding.

멀티 코어 섬유에 브래그 격자를 작성

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong ...

A Robotic Platform to Study the Foreflipper of the California Sea Lion

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most of their thrust with their large foreflippers. This protocol describes a robotic platform designed to study the hydrodynamic performance of the swimming California sea lion (Zalophus californianus). The robot is a model of the animal&#39;s foreflipper that is actuated by motors to replicate the motion of its propulsive stroke (the &#39;clap&#39;). The kinematics of the sea lion&#39;s propulsive stroke are extracted from video data of unmarked, non-research sea lions at the Smithsonian Zoological Park (SNZ). Those data form the basis of the actuation motion of the robotic flipper presented here. The geometry of the robotic flipper is based a on high-resolution laser scan of a foreflipper of an adult female sea lion, scaled to about 60% of the full-scale flipper. The articulated model has three joints, mimicking the elbow, wrist and knuckle joint of the sea lion foreflipper. The robotic platform matches dynamics properties&#8212;Reynolds number and tip speed&#8212;of the animal when accelerating from rest. The robotic flipper can be used to determine the performance (forces and torques) and resulting flowfields.

A robotic platform is described that will be used to study the hydrodynamic performance&#8212;forces and flowfields&#8212;of the swimming California sea lion. The robot is a model of the animal&#39;s foreflipper that is actuated by motors to replicate the motion of its propulsive stroke (the &#39;clap&#39;).

로봇 플랫폼은 캘리포니아 바다 사자의 Foreflipper를 공부하기

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most ...

Three-Dimensional Ultrasonic Needle Tip Tracking with a Fiber-Optic Ultrasound Receiver

Ultrasound is frequently used for guiding minimally invasive procedures, but visualizing medical devices is often challenging with this imaging modality. When visualization is lost, the medical device can cause trauma to critical tissue structures. Here, a method to track the needle tip during ultrasound image-guided procedures is presented. This method involves the use of a fiber-optic ultrasound receiver that is affixed within the cannula of a medical needle to communicate ultrasonically with the external ultrasound probe. This custom probe comprises a central transducer element array and side element arrays. In addition to conventional two-dimensional (2D) B-mode ultrasound imaging provided by the central array, three-dimensional (3D) needle tip tracking is provided by the side arrays. For B-mode ultrasound imaging, a standard transmit-receive sequence with electronic beamforming is performed. For ultrasonic tracking, Golay-coded ultrasound transmissions from the 4 side arrays are received by the hydrophone sensor, and subsequently the received signals are decoded to identify the needle tip&#39;s spatial location with respect to the ultrasound imaging probe. As a preliminary validation of this method, insertions of the needle/hydrophone pair were performed in clinically realistic contexts. This novel ultrasound imaging/tracking method is compatible with current clinical workflow, and it provides reliable device tracking during in-plane and out-of-plane needle insertions.

Accurate and efficient visualization of invasive medical devices is extremely important in many ultrasound-guided minimally invasive procedures. Here, a method for localizing the spatial position of a needle tip relative to the ultrasound imaging probe is presented.

3 차원 초음파 바늘 팁 광섬유 초음파 수신기와 함께 추적

Ultrasound is frequently used for guiding minimally invasive procedures, but visualizing medical devices is often challenging with this imaging modality. ...

Conducting Elevated Temperature Normal and Combined Pressure-Shear Plate Impact Experiments Via a Breech-end Sabot Heater System

A novel approach for conducting normal and/or combined pressure-shear plate impact experiments at test temperatures up to 1000 &#176;C is presented. The method enables elevated temperature plate-impact experiments aimed towards probing dynamic behavior of materials under thermomechanical extremes, while mitigating several special experimental challenges faced while performing similar experiments using the conventional plate impact approach. Custom adaptations are made to the breech-end of a single-stage gas-gun at Case Western Reserve University; these adaptations include a precision-machined extension piece made from SAE 4340 steel, which is strategically designed to mate the existing gun-barrel while providing a high tolerance match to the bore and keyway. The extension piece contains a vertical cylindrical heater-well, which houses a heater assembly. A resistive coil heater-head, capable of reaching temperatures of up 1200 &#176;C, is attached to a vertical stem with axial/rotational degrees of freedoms; this enables thin metal specimens held at the front-end of a heat-resistant sabot to be heated uniformly across the diameter to the desired test temperatures. By heating the flyer plate (in this case, the sample) at the breech-end of the gun-barrel instead of at the target-end, several critical experimental challenges can be averted. These include: 1) severe changes in the alignment of the target plate during heating due to the thermal expansion of the several constituents of the target holder assembly; 2) challenges that arise due to the diagnostics elements, (i.e., polymer holographic gratings, and optical probes) being too close to the heated target assembly; 3) challenges that arise for target plates with an optical window, where crucial tolerances between the sample, bond layer, and window become increasingly difficult to maintain at high temperatures; 4) in the case of combined compression-shear plate impact experiments, the need for high-temperature resistant diffraction gratings for the measurement of transverse particle velocity at the free surface of the target; and 5) limitations imposed on the impact velocity necessary for unambiguous interpretation of the measured free surface velocity versus time profile due to thermal softening and possibly yielding of the bounding target plates.By utilizing the adaptations mentioned above, we present results from a series of reverse geometry normal plate impact experiments on commercial purity aluminum at a range of sample temperatures. These experiments show decreasing particle velocities in the impacted state, which are indicative of material softening (decrease in post-yield flow stress) with increasing sample temperatures.

Here, we present a detailed protocol of a new approach for conducting elevated temperature reverse normal plate impact, and combined pressure-and-shear plate impact. The approach involves the use of a breech-end resistive coil heater to heat a sample held at the front-end of a heat-resistant sabot to the desired temperature.

상승 된 온도 정상 고 불 감 증-엔드 송탄 히터 시스템을 통해 압력 전단 플레이트 영향 실험 결합

A novel approach for conducting normal and/or combined pressure-shear plate impact experiments at test temperatures up to 1000 &#176;C is presented. The ...

A Random-displacement Measurement by Combining a Magnetic Scale and Two Fiber Bragg Gratings

Long-distance displacement measurements using optical fibers have always been a challenge in both basic research and industrial production. We developed and characterized a temperature-independent fiber Bragg grating (FBG)-based random-displacement sensor that adopts a magnetic scale as a novel transferring mechanism. By detecting shifts of two FBG center wavelengths, a full-range measurement can be obtained with a magnetic scale. For identification of the clockwise and counterclockwise rotation direction of the motor (in fact, the direction of movement of the object to be tested), there is a sinusoidal relationship between the displacement and the center wavelength shift of the FBG; as the anticlockwise rotation alternates, the center wavelength shift of the second FBG detector shows a leading phase difference of around 90&#176; (+90&#176;). As the clockwise rotation alternates, the center wavelength shift of the second FBG displays a lagging phase difference of around 90&#176; (-90&#176;). At the same time, the two FBG-based sensors are temperature independent. If there is some need for a remote monitor without any electromagnetic interference, this striking approach makes them a useful tool for determining the random displacement. This methodology is appropriate for industrial production. As the structure of the whole system is relatively simple, this displacement sensor can be used in commercial production. In addition to it being a displacement sensor, it can be used to measure other parameters, such as velocity and acceleration.

A protocol to create a full-range linear displacement sensor, combining two packaged fiber Bragg grating detectors with a magnetic scale, is presented.

자기 눈금과 두 개의 광섬유 브래그 격자를 결합하여 무작위 변위 측정

Long-distance displacement measurements using optical fibers have always been a challenge in both basic research and industrial production. We developed ...

Design and Implementation of a Bespoke Robotic Manipulator for Extra-corporeal Ultrasound

With the potential for high precision, dexterity, and repeatability, a self-tracked robotic system can be employed to assist the acquisition of real-time ultrasound. However, limited numbers of robots designed for extra-corporeal ultrasound have been successfully translated into clinical use. In this study, we aim to build a bespoke robotic manipulator for extra-corporeal ultrasound examination, which is lightweight and has a small footprint. The robot is formed by five specially shaped links and custom-made joint mechanisms for probe manipulation, to cover the necessary range of motion with redundant degrees of freedom to ensure the patient&#39;s safety. The mechanical safety is emphasized with a clutch mechanism, to limit the force applied to patients. As a result of the design, the total weight of the manipulator is less than 2 kg and the length of the manipulator is about 25 cm. The design has been implemented, and simulation, phantom, and volunteer studies have been performed, to validate the range of motion, the ability to make fine adjustments, mechanical reliability, and the safe operation of the clutch. This paper details the design and implementation of the bespoke robotic ultrasound manipulator, with the design and assembly methods illustrated. Testing results to demonstrate the design features and clinical experience of using the system are presented. It is concluded that the current proposed robotic manipulator meets the requirements as a bespoke system for extra-corporeal ultrasound examination and has great potential to be translated into clinical use.

This paper introduces the design and implementation of a bespoke robotic manipulator for extra-corporeal ultrasound examination. The system has five degrees of freedom with lightweight joints made by 3D printing and a mechanical clutch for safety management.

설계 및 구현 맞춤형된 로봇 조작 여분 물질적인 초음파에 대 한

With the potential for high precision, dexterity, and repeatability, a self-tracked robotic system can be employed to assist the acquisition of real-time ...

A Rapid Method for Modeling a Variable Cycle Engine

The variable cycle engines (VCE) that combine the advantages of turbofan and turbojet engines, are widely considered to be the next generation aircraft engines. However, developing VCE requires high costs. Thus, it is essential to build a mathematical model when developing an aircraft engine, which may avoid a large number of real tests and reduce the cost dramatically. Modeling is also crucial in control law development. In this article, based on a graphical simulation environment, a rapid method for modeling a double bypass variable cycle engine using object-oriented modeling technology and modular hierarchical architecture is described. Firstly, the mathematical model of each component is built based on the thermodynamic calculation. Then, a hierarchical engine model is built via the combination of each component mathematical model and the N-R solver module. Finally, the static and dynamic simulations are carried out in the model and the simulation results prove the effectiveness of the modeling method. The VCE model built through this method has the advantages of clear structure and real-time observation.

Here, we present a protocol to build a component-level mathematical model for a variable cycle engine.

가변 사이클 엔진 모델링을 위한 신속한 방법

The variable cycle engines (VCE) that combine the advantages of turbofan and turbojet engines, are widely considered to be the next generation aircraft ...

Characterization of SiN Integrated Optical Phased Arrays on a Wafer-Scale Test Station

Optical phased arrays (OPAs) can produce low-divergence laser beams and can be used to control the emission angle electronically without the need for moving mechanical parts. This technology is particularly useful for beam steering applications. Here, we focus on OPAs integrated into SiN photonic circuits for a wavelength in the near infrared. A characterization method of such circuits is presented, which allows the output beam of integrated OPAs to be shaped and steered. Furthermore, using a wafer-scale characterization setup, several devices can easily be tested across multiple dies on a wafer. In this way, fabrication variations can be studied, and high-performance devices identified. Typical images of OPA beams are shown, including beams emitted from OPAs with and without a uniform waveguide length, and with varying numbers of channels. In addition, the evolution of output beams during the phase optimization process and beam steering in two dimensions is presented. Finally, a study of the variation in the beam divergence of identical devices is performed with respect to their position on the wafer.

Here, we describe the operation of a SiN integrated photonic circuit containing optical phased arrays. The circuits are used to emit low divergence laser beams in the near infrared and steer them in two dimensions.

웨이퍼 스케일 테스트 스테이션에서 SiN 통합 광학 위상 어레이의 특성화

Optical phased arrays (OPAs) can produce low-divergence laser beams and can be used to control the emission angle electronically without the need for ...