Development of an Electromagnetic Micromanipulator Levitation System for Metal Additive Manufacturing Applications
Notice bibliographique
Résumé
Magnetism and magnetic levitation has found significant interest within the field of micromanipulation of objects. Additive manufacturing (AM), which is the computer-controlled process for creating 3D objects through the deposition of materials, has also been relevant within the academic environment. Despite the research conducted individually within the two fields, there has been minimal overlapping research. The non-contact nature of magnetic micromanipulator levitation systems makes it a prime candidate within AM environments. The feasibility of integrating magnetic micromanipulator levitation system, which includes two concentric coils embedded within a high permeability material and carrying currents in opposite directions, for additive manufacturing applications is presented in this article. The working principle, the optimization and relevant design decisions pertaining to the micromanipulator levitation system are discussed. The optimized dimensions of the system allow for 920 turns in the inner coil and 800 turns in the outer coil resulting in a Ninnercoil:Noutercoil ratio of 1.15. Use of principles of free levitation, which is production of levitation and restoration forces with the coils, to levitate non-magnetic conductive materials with compatibility and applications within the AM environment are discussed. The Magnetomotive Force (MMF) ratio of the coils are adjusted by incorporation of an resistor in parallel to the outer coil to facilitate sufficient levitation forces in the axial axis while producing satisfactory restoration forces in the lateral axes resulting in the levitation of an aluminum disc with a levitation height of 4.5 mm. An additional payload of up to 15.2 g (59% of mass of levitated disc) was added to a levitated aluminum disk of 26 g showing the system capability coping with payload variations, which is crucial in AM process to gradually deploy masses. The final envisioned system is expected to have positional stability within the tolerance range of a few μm. The system performance is verified through the use of simulations (ANSYS Maxwell) and experimental analyses. A novel method of using the ratio of conductivity (σ) of the material to density (ρ) of the material to determine the compatibility of the levitation ability of non-magnetic materials with magnetic levitation application is also formulated. The key advantage of this method is that it does not rely on experimental analyses to determine the levitation ability of materials.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».