Materials developed by mechanical alloying and melt spinning

Materials science is a multidisciplinary research topic related to the development of physics and technology. Mechanical alloying of ribbon flakes is a two steps route to develop advanced materials. In this work, a Fe based alloy was obtained using three pathways: mechanical alloying, melt-spinning and mechanical alloying of previously melt-spun samples. Processing conditions allow us to obtain amorphous or nanocrystalline structures. Furthermore, a bibliographic revision of mechanical alloying is here presented

Vanhusten hyvä kotona asuminen: tutkimusta kuntatuottavuudesta, älykodeista ja apuvälinepalveluprosesseista

The purpose of the research was to investigate operational processes related to home care of the elderly as well as use of assistive devices in smart home environments, and operational processes that are generally related to use of assistive devices – from the point of view of productivity improvement. The themes were looked into from the points of view of both the elderly and care personnel. In addition, perspectives of near relatives of the elderly, of the larger service system as well as of companies that provided assistive devices to the smart homes were taken into consideration. In the study of home care processes, 32 customer interviews and 17 employee interviews were carried out. This report contains a summary that is based on a separate report of the home care study. The study of home care was conducted in 2006. The use of technological and mechanical assistive devices and the related operational processes were investigated with the help of the smart home pilot in 2007–2008. The study is described in this report. The smart home pilot was implemented in four different housing service units for elderly people at Lahti, Nastola and Hollola. They were in use during short-term housing periods related to, for instance, end of hospitalisation, holidays of caring relatives and assessment of living and housing conditions. More than 60 different assistive devices and technologies were brought to the smart homes. During the pilot period, experiences of customers and personnel as well as processes related to the use of assistive devices were investigated. The research material consisted of 20 survey questionnaires of personnel and customers, four interviews with customers, five interviews with personnel, feedback survey responses from 14 companies, and other data that were collected, for instance, in orientation events. The research results highlighted the need for tailored services based on an elderly person’s needs and wishes, while taking advantage of innovative and technological solutions. As in the earlier home care study, also assistive device-related operational processes were looked into with the help of concepts of ‘resource focus’, ‘lost motion’ and ‘intermediate landing’. The following were identified as central operational processes in assistive device-related services (regardless of the service provider): (1) acquisition process of technologies and assistive devices as well as of rearrangement and rebuilding works in the home, (2) introduction and orientation process (of the elderly, their relatives and care personnel), (3) information and communication process, and (4) service and monitoring process. In addition, the research focused on design and desirability of assistive devices as well as their costs, such as opportunity costs. The process-based points of view gave new knowledge that may be used in the future to develop service processes and clarify their ownership so that separately managed cross-functional processes could be built with participants from different sectors to operate alongside organisations of elderly care. Development of functionality of assistive device-related services is a societally significant issue.

Test automation of digital mammography device

Testing of a complex software is time consuming. Automated tools are available quite a lot for desktop applications, but for embedded systems a custom-made tool is required Building a complete test framework is a complicated task. Therefore, the test platform was built on top of an already existing tool, CANoe. CANoe is a tool for CAN bus analysis and node simulation. The functionality of CANoe was extended with LabVIEW DLL. The LabVIEW software was used for simulating hardware components of the embedded device As a result of the study, a platform was created where tests could be automated. Of the current test plan, 10 percent were automated and up to 60 percent could be automated with the current functionality.

Influence of process parameters on part quality and mechanical properties for DMLS and SLM with iron-based materials

Rapid manufacturing is an advanced manufacturing technology based on layer-by-layer manufacturing to produce a part. This paper presents experimental work carried out to investigate the effects of scan speed, layer thickness, and building direction on the following part features: dimensional error, surface roughness, and mechanical properties for DMLS with DS H20 powder and SLM with CL 20 powder (1.4404/AISI 316L). Findings were evaluated using ANOVA analysis. According to the experimental results, build direction has a significant effect on part quality, in terms of dimensional error and surface roughness. For the SLM process, the build direction has no influence on mechanical properties. Results of this research support industry estimating part quality and mechanical properties before the production of parts with additive manufacturing, using iron-based powders

Stability of nanoparticle agglomerates under mechanical stress and its effects on their release into the air

L'exposition professionnelle aux nanomatériaux manufacturés dans l'air présente des risques potentiels pour la santé des travailleurs dans les secteurs de la nanotechnologie. Il est important de comprendre les scénarios de libération des aérosols de nanoparticules dans les processus et les activités associées à l'exposition humaine. Les mécanismes de libération, y compris les taux de libération et les propriétés physico-chimiques des nanoparticules, déterminent leurs comportements de transport ainsi que les effets biologiques néfastes. La distribution de taille des particules d'aérosols est l'un des paramètres les plus importants dans ces processus. La stabilité mécanique d'agglomérats de nanoparticules affecte leurs distributions de tailles. Les potentiels de désagglomération de ces agglomérats déterminent les possibilités de leur déformation sous énergies externes. Cela rend les changements possibles dans leur distribution de taille et de la concentration en nombre qui vont finalement modifier leurs risques d'exposition. Les conditions environnementales, telles que l'humidité relative, peuvent influencer les processus de désagglomération par l'adhérence de condensation capillaire de l'humidité. L'objectif général de cette thèse était d'évaluer les scénarios de libération des nanomatériaux manufacturés des processus et activités sur le lieu de travail. Les sous-objectifs étaient les suivants: 1. Etudier les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans des conditions environnementales variées. 2. Etudier la libération des nano-objets à partir de nanocomposites polymères; 3. Evaluer la libération de nanoparticules sur le lieu de travail dans des situations concrètes. Nous avons comparé différents systèmes de laboratoire qui présentaient différents niveau d'énergie dans l'aérosolisation des poudres. Des nanopoudres de TiO2 avec des hydrophilicités de surface distinctes ont été testées. Un spectromètre à mobilité électrique (SMPS), un spectromètre à mobilité aérodynamique (APS) et un spectromètre optique (OPC) ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de taille des particules. La microscopie électronique à transmission (TEM) a été utilisée pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Les propriétés des aérosols (distribution de taille et concentration en nombre) étaient différentes suivant la méthode employée. Les vitesses des flux d'air d'aérosolisation ont été utilisées pour estimer le niveau d'énergie dans ces systèmes, et il a été montré que les tailles modales des particules étaient inversement proportionnelles à la vitesse appliquée. En général, les particules hydrophiles ont des diamètres plus grands et des nombres inférieurs à ceux des particules hydrophobes. Toutefois, cela dépend aussi des méthodes utilisées. La vitesse de l'air peut donc être un paramètre efficace pour le classement de l'énergie des procédés pour des systèmes d'aérosolisation similaires. Nous avons développé un système laboratoire pour tester les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans l'air en utilisant des orifices critiques et un humidificateur. Sa performance a été comparée à un système similaire dans un institut partenaire. Une variété de nanopoudres différentes a été testée. Le niveau d'énergie appliquée et l'humidité ont été modifiés. Le SMPS et l'OPC ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de la taille. Un TEM a été utilisé pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Le diamètre moyen des particules a diminué et la concentration en nombre s'est accrue lorsque des énergies externes ont été appliquées. Le nombre de particules inférieures à 100 nm a été augmenté, et celui au-dessus de 350 nm réduits. Les conditions humides ont faits exactement le contraire, en particulier pour les petites particules. En outre, ils ont réduits les effets de la différence de pression due à l'orifice. Les résultats suggèrent que la désagglomération d'agglomérats de nanoparticules dans l'air est possible dans la gamme d'énergie appliquée. Cependant, l'atmosphère humide peut favoriser leur agglomération et améliorer leurs stabilités en réduisant la libération de nanoparticules dans l'environnement. Nous proposons d'utiliser notre système pour le test de routine des potentiels de désagglomération des nanomatériaux manufacturés et de les classer. Un tel classement faciliterait la priorisation de l'exposition et du risque encouru en fonction du niveau d'ENM. Un système de perçage automatique et un système de sciage manuel ont été développés pour étudier la libération de nanoparticules à partir de différents types de nanocomposites. La vitesse de perçage et taille de la mèche ont été modifiées dans les expériences. La distribution de taille des particules et leur concentration en nombre ont été mesurées par un SMPS et un miniature diffusion size classifier (DISCmini). Les distributions de nanoparticules dans les composites et les particules libérées ont été analysés par un TEM et un microscope électronique à balayage (SEM). Les tests de perçage ont libérés un plus grand nombre de particules que le sciage. Des vitesses de perçage plus rapide et les mèches plus grandes ont augmentés la génération de particules. Les charges de nanoparticules manufacturées dans les composites ne modifient pas leurs comportements de libération dans les expériences de perçage. Toutefois, le sciage différencie les niveaux de libération entre les composites et les échantillons blancs. De plus, les vapeurs de polymères ont été générées par la chaleur de sciage. La plupart des particules libérées sont des polymères contenant des nanoparticules ou sur leurs surface. Les résultats ont souligné l'importance du type de processus et paramètres pour déterminer la libération de nanoparticules de composites. Les émissions secondaires telles que les fumées polymères appellent à la nécessité d'évaluations de l'exposition et de risque pour de tels scénarios. Une revue systématique de la littérature sur le sujet de libérations de nanoparticules dans l'air dans les secteurs industriels et laboratoires de recherche a été effectuée. Des stratégies de recherche des informations pertinentes et de stockage ont été développées. Les mécanismes de libération, tels que la taille de particules d'aérosol et de leur concentration en nombre, ont été comparés pour différentes activités. La disponibilité de l'information contextuelle qui est pertinente pour l'estimation de l'exposition humaine a été évaluée. Il a été constaté que les données relatives à l'exposition ne sont pas toujours disponibles dans la littérature actuelle. Les propriétés des aérosols libérés semblent dépendre de la nature des activités. Des procédés à haute énergie ont tendance à générer des plus hauts niveaux de concentrations de particules dans les gammes de plus petite taille. Les résultats peuvent être utiles pour déterminer la priorité des procédés industriels pour l'évaluation les risques associés dans une approche à plusieurs niveaux. Pour l'évaluation de l'exposition, la disponibilité de l'information peut être améliorée par le développement d'une meilleure méthode de communication des données.

Raspberry Pi: a 35-dollar device for viewing DICOM images

Raspberry Pi is a low-cost computer created with educational purposes. It uses Linux and, most of times, freeware applications, particularly a software for viewing DICOM images. With an external monitor, the supported resolution (1920 × 1200 pixels) allows for the set up of simple viewing workstations at a reduced cost.

Running mechanical alterations during repeated treadmill sprints in hot versus hypoxic environments : a pilot study.

We determined if performance and mechanical running alterations during repeated treadmill sprinting differ between severely hot and hypoxic environments. Six male recreational sportsmen (team- and racket-sport background) performed five 5-s sprints with 25-s recovery on an instrumented treadmill, allowing the continuous (step-by-step) measurement of running kinetics/kinematics and spring-mass characteristics. These were randomly conducted in control (CON; 25°C/45% RH, inspired fraction of oxygen = 20.9%), hot (HOT; 38°C/21% RH, inspired fraction of oxygen = 20.9%; end-exercise core temperature: ~38.6°C) and normobaric hypoxic (HYP, 25°C/45% RH, inspired fraction of oxygen = 13.3%/simulated altitude of ~3600 m; end-exercise pulse oxygen saturation: ~84%) environments. Running distance was lower (P < 0.05) in HOT compared to CON and HYP for the first sprint but larger (P < 0.05) sprint decrement score occurred in HYP versus HOT and CON. Compared to CON, the cumulated distance covered over the five sprints was lower (P < 0.01) in HYP but not in HOT. Irrespective of the environmental condition, significant changes occurred from the first to the fifth sprint repetitions (all three conditions compounded) in selected running kinetics (mean horizontal forces, P < 0.01) or kinematics (contact and swing times, both P < 0.001; step frequency, P < 0.001) and spring-mass characteristics (vertical stiffness, P < 0.001; leg stiffness, P < 0.01). No significant interaction between sprint number and condition was found for any mechanical data. Preliminary evidence indicates that repeated-sprint ability is more impaired in hypoxia than in a hot environment, when compared to a control condition. However, as sprints are repeated, mechanical alterations appear not to be exacerbated in severe (heat, hypoxia) environmental conditions.

Extracorporeal support for pulmonary resection: current indications and results.

Extracorporeal assistances are exponentially used for patients, with acute severe but reversible heart or lung failure, to provide more prolonged support to bridge patients to heart and/or lung transplantation. However, experience of use of extracorporeal assistance for pulmonary resection is limited outside lung transplantation. Airways management with standard mechanical ventilation system may be challenging particularly in case of anatomical reasons (single lung), presence of respiratory failure (ARDS), or complex tracheo-bronchial resection and reconstruction. Based on the growing experience during lung transplantation, more and more surgeons are now using such devices to achieve good oxygenation and hemodynamic support during such challenging cases. We review the different extracorporeal device and attempt to clarify the current practice and indications of extracorporeal support during pulmonary resection.

Pose-based SLAM with probabilistic scan matching algorithm using a mechanical scanned imaging sonar

This paper proposes a pose-based algorithm to solve the full SLAM problem for an autonomous underwater vehicle (AUV), navigating in an unknown and possibly unstructured environment. The technique incorporate probabilistic scan matching with range scans gathered from a mechanical scanning imaging sonar (MSIS) and the robot dead-reckoning displacements estimated from a Doppler velocity log (DVL) and a motion reference unit (MRU). The proposed method utilizes two extended Kalman filters (EKF). The first, estimates the local path travelled by the robot while grabbing the scan as well as its uncertainty and provides position estimates for correcting the distortions that the vehicle motion produces in the acoustic images. The second is an augment state EKF that estimates and keeps the registered scans poses. The raw data from the sensors are processed and fused in-line. No priory structural information or initial pose are considered. The algorithm has been tested on an AUV guided along a 600 m path within a marina environment, showing the viability of the proposed approach