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Silicon microneedles array with biodegradable tips for transdermal drug delivery

Silicon microneedles array with biodegradable tips for transdermal drug delivery
Silicon microneedles array with biodegradable tips for transdermal drug delivery

Stresa, Italy, 25-27 April 2007

SILICON MICRONEEDLES ARRAY WITH BIODEGRADABLE TIPS FOR TRANSDERMAL DRUG DELIVERY

Bangtao Chen, Jiashen Wei, Francis E.H. Tay, Yee Ting Wong and Ciprian Iliescu Institute of Bioengineering and Nanotechnology, Singapore

ABSTRACT

This paper presents the fabrication process, characterization results and basic functionality of silicon microneedles array with biodegradable tips. In order to avoid the main problems related to silicon microneedles: broking of the top part of the needles inside the skin, a simple solution can be fabrication of microneedles array with biodegradable tips. The silicon microneedles array was fabricated by using reactive ion etching while the biodegradable tips were performed using and anodization process that generates selectively porous silicon only on the top part of the skin. The paper presents also the results of in vitro release of calcein using microneedles array with biodegradable tips.

1. INTRODUCTION

Transdermal delivery is an attractive method to deliver drugs or biological compounds into human body, for its distinct advantage of eliminating pain and inconvenient intravenous injections. However, the efficiency of transdermal delivery is greatly limited by the poor permeability of the hard layer of skin at the stratum corneum which is the outmost layer of skin that forms the primary transport barrier [1]. The rate of diffusion also depends in part on the size and hydrophilicity of the drug molecules. So far, a number of chemical enhancers, electroporation, physical enhancers have been proposed to promote the transdermal drug delivery [2-4]. As one of the enhancers, the microneedle array devices have been well developed for controlled transdermal drug delivery in a minimum invasion and convenient manner [5-6]. The microneedles are used to penetrate the stratum corneum and generate pathways or microchannels, so to delivery drugs into the epidermis layer. No pain is induced as the needles do not reach the nerves in deep dermis.

Basically, the microneedles are fabricated by silicon with MEMS technologies. The various shapes and profiles of silicon microneedles, either hollow or solid needles, can be fabricated using the DRIE process [6-8]. However, due to the high-aspect-ratio needle structure and fragility of silicon, these microneedles have some several shortcomings. The main problem of the silicon microneedles is that it breaks easily during the insertion process into the skin (Figure 1), and this increases the possibility of an infection. The solution proposed here is to fabricate the microneedles tip from a biodegradable porous silicon material –. This porous silicon is well-known as a nano-structured silicon and is good for biological applications because of its bioactive and biodegradable properties [9-10]. The microneedles have been fabricated to have macro porous tips by using electrochemical etching process. These porous tips may break off after the drug delivery process and be allowed to remain in the skin, as it can be easily biodegraded

within 2 to 3 weeks.

Figure 1. SEM image showing the tip of a broken microneedle after insertion into a pig skin.

Here we report the design and fabrication of microneedles array with biodegradable tips. The macroporous tips were fabricated using a classical anodization process in MeCN/HF/H2O solution. The microneedles array was tested using an in vitro animal skin model for the delivery of calcein. The drug release profile was characterized using UV spectrum detection, and the results showed that microneedles can enhance the drug release rate by 5 times compared to conventional transdermal drug delivery methods without enhancers.

2. DESIGN AND FABRICATION OF

MICRONEEDLES

In order to penetrate the skin barrier of stratum corneum without reaching the nerves in the dermis layer, the microneedles should be at least 50 μm in length, but not more than 150 μm. Furthermore, to have an easy

penetration into the skin, the microneedles should have a high aspect ratio. The fabrication of the microneedles was realized using an optimized SF6/O2 RIE process. By controlling the two gas flow rate, the microneedles were fabricated with an aspect ratio of 3:1 (height: width of the needle base). The isotropic profile of the microneedles was fabricated using two effects: flowing of thick photoresist mask and notching effect of the reflected charges on mask. It is a well-known property of the thick photoresist that it reflows when it is heated at 120°C [12]. The modification of the vertical wall of the patterned photoresist can reflect the charges (ions and radials) during the RIE process and in this way generates the etched profile under the oxide mask. This phenomenon has also been reported for the Bosch process [13]. Figure 2 is an example of the notching effect of reflected charges on the mask where ions and radicals with high energy are reflected by the oblique profile of the photoresist and generate an increased etching under the mask. The process eliminates the difficulty in the undercut control of the tips during the classical isotropic silicon etching process. Also, the end of the process can be very easily monitored using the video-camera of the “End Point Detection System” of the Deep RIE tool. Once the required shape of the tip is achieved, the square shape of the mask is modified and we could observe the different rectangular shapes that correspond to the projection of the tiled square mask on the monitor. An SEM image that illustrates the released needles at the masking layer is

presented in Figure 3.

Figure 2. Notching effect of reflected charges on mask The main steps of the fabrication process of the microneedles are presented in Figure 4. A 4” silicon wafer with <100> crystallographic orientation, n type 1-10 ohm-cm was initially cleaned in piranha solution (H2SO4: H2O2 2:1) at 120°C for 20 minutes and then rinsed in DI water and spun dried (Figure 4a). On the silicon wafer a 0.5 μm-thick SiO2 was deposited at 300°C, from SiH4 and N2O, at a pressure of 700 mTorr and a power of 300W using STS-PECVD equipment (Figure 4b). A photoresist mask using AZ9260 positive photoresist (from Clariant), with a thickness of 8 μm, was used for the patterning of the SiO2-PECVD layer (Figure 4c). The pattern is transferred to the SiO2 layer using a RIE etching system with CHF3:He gases on RIE dielectrics Adixen AMS100 (Figure 4d). After the patterning of the oxide layer, the tips were generated using an isotropic RIE process (Figure 4e and 4f) with SF6/O2 in an ICP DRIE system. The process was optimized for a better control undercut, and with a depth-to-width aspect ratio of 3:1 [11]. A SEM image with the needle is presented in Figure 5.

Figure 3: SEM image with released microneedles

Figure 4. Fabrication process of nanotips: a) silicon wafer, b) PECVD SiO2, c) Photoresist mask d) etching of SiO2, e) plasma etching in SF6, f) nanotips

Figure 5. SEM picture of the fabricate microneedle 3. FABRICATION OF BIODEGRADABLE TIPS

After the fabrication of the silicon microneedles array, the next target was to develop an anodization

process that allows the conversion of a single crystal silicon material of the tip into a porous structure. In order to achieve this, the “body” of the microneedles must be protected with a Si 3N 4 layer, releasing only the tip to be exposed during the anodization process. The main steps

of the porous tips fabrication are shown in Figure 6.

Figure 6. Fabrication process flow for the porous tips: (a) LPCVD Si 3N 4 deposition, (b) photoresist coating, (c) photoresist reflowing and O 2 plasma, (d) Si 3N 4 etching in RIE and photoresist removal, (e) Al deposition (back of the wafer), (f) anodization.

After cleaning, a 500 nm Si 3N 4 layer was deposited on the microneedles surface in LPCVD furnace at 725 °C (Figure 6a). A thick layer of photoresist AZ9260 was spun twice on the surface of the microneedles, followed by baking at 120°C for 15 min (Figure 6b). Due to the flowing effect, the photoresist covering the tips of the needles was much thinner than those at the body and at the bottom. Thus the photoresist on the tips of the microneedles was cleaned/removed in an O 2 plasma etching process in RIE mSystem (Figure 6c). In this way the top part of the needle is free of photoresist and the Si 3N 4 layer on the microneedle tips can be removed using a RIE process (CHF 3/He chemistry) -Figure 6d. The Si 3N 4 layer, from the backside of the wafer, was also removed using a similar RIE process. On the back of the wafer, an aluminum layer was sputtered in order to achieve a good electric contact for next electrochemical process (Figure 6e). Then the porous silicon was generated only on the tip of the microneedle using a classical anodization process, while as the needle body was protected by the remaining Si 3N 4 layer (Figure 6f).

Figure 7 shows the experimental setup of the anodic electrochemical etching process [14]. The Pt electrode was used as the cathode and silicon wafer as anode. A DC power of 36~72V was used as the source. The used electrolyte was a mixture of acetonitrile (MeCN) and diluted hydrofluoric acid (HF). The mixture has two

compounds of MeCN:HF(4M):H 2O = 92%:4%:4% by weight. The electrochemical anodization process was carried out at a current intensity of 10 mA cm -2 for 30 min. Figure 8 shows a SEM picture of the porous silicon

tip after the anodization process.

Figure 7. Schematic view of the electrochemical anodization process

Figure 8. SEM picture of the porous silicon tip

4. CALCEIN DELIVERY USING MICRONEEDLES

ARRAY WITH BIODEGRADABLE TIPS

The fabricated microneedles array was applied to the in vitro transdermal drug delivery model using animal skin tissues. Pig skins were used in the experiment due to their similar physiological properties with the human skin. All animal procedures were performed in compliance with relevant regulations approved by the Institutional Animal Care and Use Committee of National University of Singapore.

Microneedles were inserted into the pig skin to generate conduits or microchannels for the transport of drugs across the stratum corneum. Once the delivery compound crosses the stratum corneum, it diffuses rapidly through the deeper tissue and is taken up by the underlying capillaries for systemic administration. The

transdermal drug delivery kinetics were studied using a calcein solution, where the permeability and transport of this chemical across the skin can be detected using the UV-visible spectrophotometric method.

For a better comparison, another in vitro test was performed without microneedles as the enhancer. The drug release profiles from the two kinds of transdermal delivery were compared and the results are shown in Figure 9. The skin permeability of calcein was greatly enhanced to 5 times with microneedles, compared to the

transdermal delivery without microneedles.

Figure 9. Calcein release profile with pig skin

5. CONCLUSIONS

The microneedles array with biodegradable porous silicon tips for transdermal drug delivery was fabricated using micromachining technologies. The high aspect ratio of these needles was obtained with reflow of photoresist and the notching RIE process. The microneedle tips fabricated are macroporous and biodegradable and this is achieved by using the electrochemical anodization process. The transdermal drug delivery experiments showed that the microneedles can greatly enhance the skin permeability for better drug transport. The results indicate the feasibility of microneedles as a more effective transdermal drug delivery system with significant clinical potential.

ACKNOWLEDGEMENT

This project is funded by the Institute of Bioengineering and Nanotechnology, (IBN/04-R44007-OOE), Singapore.

REFERENCES

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常用材料标准及化学成分表 (1)

常用材料所用标准及化学成分表 标准牌号 元素质量分数%(除给出范围外为最大值) 序 号 标准 牌号 C Mn P S Si Cu Ni Cr Mo V Nb 备注 1 ASTM A216 WCB 0.30 1.00 0.04 0.045 0.60 0.30 0.50 0.50 0.20 0.03 … 铸件① 2 WCC 0.25 1.20 0.04 0.045 0.60 0.30 0.50 0.50 0.20 0.0 3 … 铸件① 3 ASTM A352 LCB 0.30 1.00 0.04 0.045 0.60 0.30 0.50 0.50 0.20 0.03 … 铸件 4 LCC 0.2 5 1.20 0.04 0.045 0.60 0.30 0.50 0.50 0.20 0.03 … 铸件 5 LC3 0.15 0.50~ 0.80 0.04 0.045 0.60 … 3.00~ 4.00 … … … … 铸件 6 LC9 0.13 0.90 0.04 0.045 0.45 0.30 8.50~ 10.0 0.50 0.20 0.03 … 铸件 7 ASTM A105 A105 0.35 0.60~ 1.05 0.035 0.04 0.10~ 0.35 0.40 0.40 0.30 0.12 0.08 …锻件②

标准牌号 元素质量分数%(除给出范围外为最大值) 序 号 标准 牌号 C Mn P S Si Ti Ni Cr Mo V W 备注 8 ASTM A182 304 0.08 2.00 0.045 0.03 1.00 … 8.00~ 11.0 18.0~ 20.0 … … … 锻件 9 316 0.08 2.00 0.045 0.03 1.00 … 10.00~ 14.0 16.0~ 18.0 2.0~ 3.0 … … 锻件 10 316L 0.03 2.00 0.045 0.03 1.00 … 10.00~ 15.0 16.0~ 18.0 2.0~ 3.0 … … 锻件 11 321 0.08 2.00 0.045 0.03 1.00 0.70 9.00~ 12.0 17.0~ 19.0 …… …锻件③

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Wps office 2007 中国人自己的办公软件 二十载风雨艰辛路回顾WPS发展全记录 1993年,金山推出了它的第一代产品: WPS1.0forWindow 1998年8月金山又推出了它的新的产品:WPS2000 2001年的5月,金山又推:WPSOffice 2001年9月23日,WPSOffice蒙文版发布 2002年6月出了:WPSOffice2002 2003年的8月,又一款新的金山出来了,它就是: WPSOffice2003 2004年6月研发代号为kingstorm的WPSOffice飓风版发 布了 WPS Office 2005:决胜巅峰之作 2007年8月30日期待已久的Wps Office2007正式发布

(完整版)三维机械设计软件对比

三维机械设计软件对比 一、如果你是机械设计,那么强烈推荐学习SolidWorks 这个软件的最新版本是SolidWorks 2010,但笔者推荐使用SolidWorks 2008 因为这个版本比较稳定。SolidWorks 有以下几大优点: 1、软件的亲和力比较好; 2、容易上手,特别适合初学者; 3、其它主流三维软件有的功能它都有。 这个软件的缺点是对电脑的要求比较高。 二、如果你是模具设计推荐你使用pro/E 这个软件使用的人比较多,功能很强大,尤其在曲面生成方面性能优异。缺点是软件的亲和力比较差,初学者比较困难。 三、如果你是经常和数控机床打交道的,那么推荐你学习UG 这个软件在和数控编程的结合方面有非常优异的其特色。 ?目前国内外的三维设计软件主要有来自美国PTC公司的高端Pro/E, 美国UGS公司的高端UG 和中端Solidedge,法国Dassault公司的高端CATIA和中端Solidworks,以及Autodesk 公司的Inventor。同时,这两年国内院校开发的北航海尔CAXA在低端市场也占有一定份额。 根据调研结果,下面将这几个软件从公司背景到产品功能做个系统的比较,便于最终决策。 公司、软件背景 PTC:美国公司,有三维设计软件Pro/E和产品数据管理软件Windchill,以一体化的产品 解决方案而著称业界。从三维设计、分析、仿真/优化、数控加工、布线系统到产品数据管理 等各方面都有相应模块,产品覆盖企业设计/管理全流程。它的销售方式是根据企业不同阶段、 不同层次的需求,购买相应的模块,逐步扩充形成完整的产品研发系统,保证了企业在 CAD/CAE/CAM/PLM方面有统一的数据平台。 PTC公司成立于1989年,是目前三大设计软件公司最年轻的,拥有最先进的技术,公司名称为参数技术公司,在美国Nasdaq上市,其Pro/E软件以参数化、全相关、实体特征设 计文明,在通用机械设计行业占据领先地位。典型用户:卡特匹勒、John-Deer、小松、现 代重工、北起、徐工、宣工、柳工、厦工等。 销售模式:直销/渠道,在中国有6家办事处,215名员工,800免费售后服务热线中心(中国热线中心22个技术支持)。 UGS:美国公司,有高端三维设计软件UG和产品数据管理软件TeamCenter,近年来先后

各类三维设计软件介绍

. 三维设计软件现在有好多的,不过目前用的最多的是SolidWorks软件。SolidWorks的设计思路十分清晰,设计理念容易理解,模型采用参数化驱动,用数值参数和几何约束来控制三维几何体建模过程,生成三维零件和装配体模型;再根据工程实际需要做出不同的二维视图和各种标注,完成零件工程图和装配工程图。从几何体模型直至工程图的全部设计环节,实现全方位的实时编辑修改,能够应对频繁的设计变更。 PRO/E, 还有MAYA,caxa,sketch up(参数很少,小巧)Auto CAD (三维功能太弱,算不上三维设计软件,平面才是它的天下),SolidWorks,草图大 师,3ds(三维渲染很强) 目前常用三维软件很多,不同行业有不同的软件,各种三维软件各有所长可根据工作需要选择。比较流行的三维软件如:Rhino(Rhinoceros犀牛)、Maya、3ds Max、Softimage/XSI、Lightwave 3D、Cinema 4D、PRO-E等 Maya 是一个包含了许多各种内容的巨大的软件程序。对于一个没有任何使用三维软件程序经验的新用户来说,可能会因为它的内容广泛、复杂而受到打击。对于有一些三维制作经验的用户来说,则可以毫无问题地搞定一切。Maya的工作流程非常得直截了当,与其它的三维程序也没有太大的区别。只需要熟悉一至两个星期,你就会适应Maya的工作环境,因而可以更深一步的探究Maya的各种高级功能,比如节点结构和Mel脚本等。 Softimage/XSI 是一款巨型软件。它的目标是那些企业用户,也就是说,它更适合那些团队合作式的制作环境,而不是那些个人艺术家。籍此原因,我个人认为,这个软件并不特别适合初学者。XSI将电脑的三维动画虚拟能力推向了极至。是最佳的动画工具,除了新的非线性动画功能之外,比之前更容易设定Keyframe的传统动画。是制作电影,广告,3D,建筑表现等方面的强力工具。 Lightwave 对于一个三维领域的新手来说,Lightwave非常容易掌握。因为它所提供的功能更容易使人认为它主要是一个建模软件。对于一个从其它软件转来的初学者,在工具的组织形式上和命名机制上会有一些问题。在Lightwave中,建模工作就像雕刻一样,只需要几天的适应时间,初学者就会对这些工具感到非常地舒服。Lightwave有些特别,它将建模(Modeling:负责建模和贴图)和布局(Layout:动画和特效)分成两大模块来组织,也正是因为这点,丢掉了许多用户。 广泛应用在电影、电视、游戏、网页、广告、印刷、动画等各领域。它的操作简便,易学易用,在生物建模和角色动画方面功能异常强大;基于光线跟踪、光能传递等技术的渲染模块,令它的渲染品质几尽完美。它以其优异性能倍受影视特效制作公司和游戏开发商的青睐。火爆一时的好莱坞大片《TITANIC》中细致逼真的船体模型、《RED PLANET》中的电影特效以及《恐龙危机2》、《生化危机-代号维洛尼卡》等许多经典游戏均由LightWave 3D开发制作完成。 Rhinoceros(Rhino) 是一套专为工业产品及场景设计师所发展的概念设计与模型建构工具,它是第一套将AGLib NURBS 模型建构技术之强大且完整的能力引进Windows 操作系统的软件,不管您要建构的是汽机车、消费性产品的外型设计或是船壳、机械外装或齿轮、甚至是生物或怪物的外形,Rhino 稳固的技术所提供给使用者的是容易学习与使用、极具弹性及高精确度的模型建构工具。从设计稿、手绘到实际产品,或是只是一个简单的构思,Rhino所提供的曲面工具可以精确地制作所有用来作为彩现、动画、工程图、分析评估以及生产用的模型。Rhino 可以在Windows 的环境下创造、编排或是转译NURBS曲线、表面与实体。在复杂度与尺寸上并没有限制。此外,Rhino并可支持多边网格的制作。 Vue 5 Infinite e-on software公司出品。作为一款为专业艺术家设计的自然景观创作软件,Vue 5 Infinite 提供了强大的性能,整合了所有Vue 4 Pro 的技术,并新增了超过110 项的新功能,尤其是EcoSystem 技术更为创造精细的3D环境提供了无限的可能。Vue 5 Infinite 是几个版本中最有效率,也是在建模、动画、渲染等3D自然环境设计中最高级的解决方案.目前国际界内很多大型电影公司,游戏公司或与景观设计相关的行业都用此软件进行3D自然景观开发. Bryce Bryce是由DAZ推出的一款超强3D自然场景和动画创作软件,它包合了大量自然纹理和物质材质,通过设计与制作能产生极其独特的自然景观。这个革命性的软件在强大和易用中间取得了最优化的平衡,是一个理想的将三维技术融合进您的创作程序的方法,流畅的网络渲染、新的光源效果和树木造型库为您开拓创意的新天堂。全新的网络渲染- 在网络中渲染一系列动画图像或是单张图片,大大节省时间和金钱。 对于机械行业哪种三维设计软件被最多公司应用。是SolidWorks,UG,PRO-E还是什么。 NXUG在工业产品中应用广泛,包括汽车、模具、机箱机柜、等等,钣金模块强大,设产品计、开模、数控一条进行 PROE在家用产品行业应用广泛,包括冰箱、洗衣机、电视机等等,软件产品视觉效果很好,产品设计者情有独钟 cait在流体领域应用较多,如飞机、潜艇等,曲面模块强大 SolidWorks贵在综合, AUTOCAD主要用于二维出图。 SolidWorks Pro/E UG同为三维设计软件学哪个最好? Solidworks简单易学,Windows操作界面,很容易上手,但感觉用的时候占内存较多,对电脑配置要求高,它的工程图功能相当强大。 Pro/e相对内存占用稍少,运行较快,功能齐全,便没有前者好学,它也在不断改进操作界面,现在比之前应该好操作一点儿,不过用熟了的话,是感觉不到区别的,主要是对新学者来说。 UG;Solidworks与之是一个内核,没学过,不过看到界面也很友好,应该不难。 最后,其实这些工业设计软件,个人觉得,只要学会一个,其它的可无师自通,有很强的相似性。 SolidWorks易学易用,性价比高,在中国及国外,越来越多的人在学习。好学不代表功能不好。 proe功能比较不错,但汉化不彻底,学起来很费劲。 ug模具方面不错,学起来也超级费劲。价格昂贵, 3D机械模具设计:CATIA,UG,CERO(Proe),Solidedge,Solidworks,inventor 3D工业设计:3ds Max, Maya,Softimage,Solidthinking ;.

一款简单实用的三维建模软件:Moi3D

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/d718315039.html, 一款简单实用的三维建模软件:Moi3D 作者:盘俊春 来源:《中国信息技术教育》2018年第13期 立体几何是学生比较害怕的知识,主要是内容太抽象,教师也不太好讲解。像三视图这个知识点,几乎每年高考都会考到,很多学生明知高考必考,也在考前练了很多题,可是高考还是拿不到分。如果教师在教学中能够利用计算机模拟制作出三维立体图给学生观察,学生就能很轻松地掌握这部分知识了。三维作图常用软件有3DMax等,但这些软件功能复杂,用户主要是一些专业的CAD设计人员,而教师只是要求制作一些简单的几何体就可以了,所以并不需要用这些复杂的三维制作软件。那么有哪些软件比较简单易用呢?前面曾介绍过的Cabri 3D 就很不错,这里再介绍另一款比较好用的三维建模软件:Moi3D。 Moi3D是一款来自国外的三维建模类软件,该软件采用多元化的操作方式,支持多个功能视图界面,可以实现常见物体的三维建模以及编辑修改。 下载并安装好软件(官方下载地址:http://https://www.doczj.com/doc/d718315039.html,/),软件是多国语言版本,包括中文版,图1是软件的界面,Moi3D的界面和大多数的三维制作软件差不多,但相对3DMax等软件来说,它的程序文件很小,才十多兆,而且界面比3DMax等软件简洁很多。 操作上它比3DMax等软件简单很多,并没有过多的菜单,而且都是很人性化的图形按钮,Moi3D只提供了简单的存储、视图角度、命令选项、参数选择等基本功能,工具也是最基本的简单得不能再简单的工具。软件有以下的主要功能及特点: (1)功能强大且易掌握:Moi3D的用户界面非常简单,但功能并不弱,很适合非专业CAD的人员使用。 (2)适合手写板的友好用户界面:Moi3D独特用户界面的特性,能和手写板很好地融合。 (3)能在低端显卡中展示高质量的画面:Moi3D即使在低端的显卡配置中也能展示漂亮的平滑曲面。 (4)自由多样的3D建模:能快速地创建3D NURBS模型。 Moi3D简单易学,只需要几个步骤就可以完成简单的三维图像制作。下面通过一个实例来说明它在三视图教学中的简单用法。 1.利用三视图还原几何体 先看一道习题:根据如上页图2所示的三视图,判断几何体的名称。

数字银行服务解决方案彩页-中文版

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目录 CONTENTS 02生态合作17 0319成功案例 0105 07 09 11 13 15 解决方案概览03 咨询服务规划设计与验证集成实施运维支持服务优化提升服务金融行业人才培养服务1.11.21.31.41.51.6

方案价值 华为拥有业界领先的ICT技术和丰富的银行业项目实践经 验,为商业银行客户提供全方位的银行ICT基础设施平台建 设及使能服务。 自主可控 快速部署高效运营数字银行服务解决方案概览 01华为基于银行数字化转型的最佳实践,秉承 “助力商业银行提升业务创新效率、降低IT运 营成本”的服务理念,提供集咨询服务、规划 设计、集成实施、运维支持、优化提升、人才 培养于一体的全方位银行ICT服务解决方案,帮 助银行客户构筑自主可控、安全合规、敏捷高 效、弹性伸缩的数字银行ICT基础设施平台,提 升客户IT运营水平。概述 前瞻的顶层设计和开放包容的技术架构最大程度保护银行的IT投资SmartNOS、运维使能、专业人才培养服务,助力银行IT卓越运营 模块化的产品设计,遍布全球的交付专家,以及便捷的集成验证服务,全面满足银行业务敏捷需求

常用金属材料中各种化学成分对性能的影响

常用金属材料中各种化学成分对性能的影响 .生铁: 生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的性能均有一定的影响。 碳(C):在生铁中以两种形态存在,一种是游离碳(石墨),主要存在于铸造生铁中,另一种是化合碳(碳化铁),主要存在于炼钢生铁中,碳化铁硬而脆,塑性低,含量适当可提高生铁的强度和硬度,含量过多,则使生铁难于削切加工,这就是炼钢生铁切削性能差的原因。石墨很软,强度低,它的存在能增加生铁的铸造性能。 硅(Si):能促使生铁中所含的碳分离为石墨状,能去氧,还能减少铸件的气眼,能提高熔化生铁的流动性,降低铸件的收缩量,但含硅过多,也会使生铁变硬变脆。 锰(Mn):能溶于铁素体和渗碳体。在高炉炼制生铁时,含锰量适当,可提高生铁的铸造性能和削切性能,在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰,进入炉渣。 磷(P):属于有害元素,但磷可使铁水的流动性增加,这是因为硫减低了生铁熔点,所以在有的制品内往往含磷量较高。然而磷的存在又使铁增加硬脆性,优良的生铁含磷量应少,有时为了要增加流动性,含磷量可达1.2%。硫(S):在生铁中是有害元素,它促使铁与碳的结合,使铁硬脆,并与铁化合成低熔点的硫化铁,使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性,顾含硫高的生铁不适于铸造细件。铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%(车轮生铁除外)。 2.钢: 2.1元素在钢中的作用 2.1.1 常存杂质元素对钢材性能的影响 钢除含碳以外,还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧(O)、氮(N)和氢(H)等元素。这些元素并非为改善钢材质量有意加入的,而是由矿石及冶炼过程中带入的,故称为杂质元素。这些杂质对钢性能是有一定影响,为了保证钢材的质量,在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。 1)硫 硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种有害元素。硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中,FeS和Fe形成低熔点(985℃)化合物。而钢材的热加工温度一般在1150~1200℃以上,所以当钢材热加工时,由于FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂,这种现象称为“热脆”。含硫量愈高,热脆现象愈严重,故必须对钢中含硫量进行控制。高级优质钢:S<0.02%~0.03%;优质钢:S<0.03%~0.045%;普通钢:S<0.055%~0.7%以下。 部分常用钢的牌号、性能和用途1 《信息来源:无缝钢管》

三维建模软件概述

三维建模软件概述 三维建模软件概述 一、市面上软件概览(一)国外软件1.CATIA CATIA是英文Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application 的缩写。是世界上一种主流的CAD/CAE/CAM一体化软件。在70年代Dassault Aviation 成为了第一个用户,CATIA 也应运而生。从1982年到1988年,CATIA 相继发布了1版本、2版本、3版本,并于1993年发布了功能强大的4版本,现在的CATIA 软件分为V4版本和V5版本两个系列。V4版本应用于UNIX 平台,V5版本应用于UNIX和Windows 两种平台。V5版本的开发开始于1994年。为了使软件能够易学易用,Dassault System 于94年开始重新开发全新的CATIA V5版本,新的V5版本界面更加友好,功能也日趋强大,并且开创了CAD/CAE/CAM 软件的一种全新风格。法国Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企业。其产品以幻影2000和阵风战斗机最为著名。CATIA的产品开发商Dassault System 成立于1981年。而如今其在CAD/CAE/CAM 以及PDM 领域内的领导地位,已得到世界范围内的承认。其销售利润从最开始的一百万美圆增长到现在的近二十亿美圆。雇员人数由20人发展到2,000多人。CATIA是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件,居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位,广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子\电器、消费品行业,它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域,其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA 提供方便的解决方案,迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。包括:从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒,几乎涵盖了所有的制造业产品。在世界上有超过13,000的用户选择了CATIA。CATIA 源于航空航天业,但其强大的功能以得到各行业的认可,在欧洲汽车业,已成为事实上的标准。CATIA 的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。波音飞机公司使用CATIA完成了整个波音777的电子装配,创造了业界的一个奇迹,从而也确定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行业内的领先地位。CATIA V5版本是IBM和达索系统公司长期以来在为数字化企业服务过程中不断探索的结晶。围绕数字化产品和电子商务集成概念进行系统结构设计的CATIA V5版本,可为数字化企业建立一个针对产品整个开发过程的工作环境。在这个环境中,可以对产品开发过程的各个方面进行仿真,并能够实现工程人员和非工程人员之间的电子通信。产品整个开发过程包括概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护。CATIA V5版本具有:1.重新构造的新一代体系结构为确保CATIA产品系列的发展,CATIA V5新的体系结构突破传统的设计技术,采用了新一代的技术和标准,可快速地适应企业的业务发展需求,使客户具有更大的竞争优势。2.支持不同应用层次的可扩充性CATIA V5对于开发过程、功能和硬件平台可以进行灵活的搭配组合,可为产品开发链中的每个专业成员配置最合理的解决方案。允许任意配置的解决方案可满足从最小的供货商到最大的跨国公司的需要。3.与NT和UNIX硬件平台的独立性CATIA V5是在Windows NT平台和UNIX平台上开发完成的,并在所有所支持的硬件平台上具有统一的数据、功能、版本发放日期、操作环境和应用支持。CATIA V5在Windows平台的应用可使设计师更加简便地同办公应用系统共享数据;而UNIX平台上NT风格的用户界面,可使用户在UNIX平台上高效地处理复杂的工作。4.专用知识的捕捉和重复使用CATIA V5结合了显式知识规则的优点,可在设计过程中交互式捕捉设计意图,定义产品的性能和变化。隐式的经验知识变成了显式的专用知识,提高了设计的自动化程度,降低了设计错误的风险。5.给现存客户平稳升级CATIA V4和V5具有兼容性,两个系统可并行使用。对于现有的CATIA V4用户,V5年引领他们迈向NT

常用金属材料中各种化学成分对性能的影响

常用金属材料中各种化学成分对性能的影响 1.生铁: 生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的性能均有一定的影响。 碳(C):在生铁中以两种形态存在,一种是游离碳(石墨),主要存在于铸造生铁中,另一种是化合碳(碳化铁),主要存在于炼钢生铁中,碳化铁硬而脆,塑性低,含量适当可提高生铁的强度和硬度,含量过多,则使生铁难于削切加工,这就是炼钢生铁切削性能差的原因。石墨很软,强度低,它的存在能增加生铁的铸造性能。 硅(Si):能促使生铁中所含的碳分离为石墨状,能去氧,还能减少铸件的气眼,能提高熔化生铁的流动性,降低铸件的收缩量,但含硅过多,也会使生铁变硬变脆。 锰(Mn):能溶于铁素体和渗碳体。在高炉炼制生铁时,含锰量适当,可提高生铁的铸造性能和削切性能,在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰,进入炉渣。 磷(P):属于有害元素,但磷可使铁水的流动性增加,这是因为硫减低了生铁熔点,所以在有的制品内往往含磷量较高。然而磷的存在又使铁增加硬脆性,优良的生铁含磷量应少,有时为了要增加流动性,含磷量可达1.2%。 硫(S):在生铁中是有害元素,它促使铁与碳的结合,使铁硬脆,并与铁化合成低熔点的硫化铁,使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性,顾含硫高的生铁不适于铸造细件。铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%(车轮生铁除外)。 2.钢: 2.1元素在钢中的作用 2.1.1 常存杂质元素对钢材性能的影响 钢除含碳以外,还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧(O)、氮(N)和氢(H)等元素。这些元素并非为改善钢材质量有意加入的,而是由矿石及冶炼过程中带入的,故称为杂质元素。这些杂质对钢性能是有一定影响,为了保证钢材的质量,在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。 1)硫 硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种有害元素。硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中,FeS和 Fe 形成低熔点(985℃)化合物。而钢材的热加工温度一般在1150~1200℃以上,所以当钢材热加工时,由于 FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂,这种现象称为“热脆”。含硫量愈高,热脆现象愈严重,故必须对钢中含硫量进行控制。高级优质钢:S<0.02%~0.03%;优质钢:S <0.03%~0.045%;普通钢:S<0.055%~0.7%以下。 2)磷 磷是由矿石带入钢中的,一般说磷也是有害元素。磷虽能使钢材的强度、硬度增高,但引起塑性、冲击韧性显著降低。特别是在低温时,它使钢材显著变脆,这种现象称"冷脆"。冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏,含磷愈高,冷脆性愈大,故钢中对含磷量控制较严。高级优质钢: P <0.025%;优质钢: P<0.04%;

华为敏捷园区网解决方案彩页(中文简版)

华为技术有限公司

0102 ? 接入终端及业务多样化,需要融合承载的园区网络 传统企业园区网络,有线、Wi-Fi 及IoT 三种业务,各自独立规划部署,独立管理,网络总体建设成本高,相应的网络管理运维工作量也成倍增加。 ? 人力成本快速攀升,网络自动化部署成为普遍需求 传统的手工配置需要逐台设备配置,时间长效率低;以IP 地址为核心的用户策略配置复杂,也无法适应终端移动化的发展趋势;新业务上线需要新增专用业务网络,并且逐台设备配置,周期长,成本高。 ? 无法随时随地感知Wi-Fi 用户体验,成为网络运维最大挑战 传统运维模式下,采集周期较长(5分钟左右),有可能错过故障发生时间,业务无法实时监控;故障发生后更多是依赖专业人员的运维经验判定业务故障原因,故障无法快速定位;网络指标劣化后,由IT 人员借助网管评估网络状况,做出针对性的优化策略并部署,网络无法实现自主优化。 ? 园区网络的安全威胁持续更长,防范更难,损失更大 随着物联网等新业务形态的发展,接入终端数量大幅攀升,带来了新的安全和隐私问题。同时,网络安全问题带来的网络故障同样提升了企业的IT 成本,Gartner 报告显示,80%的亚洲企业处在“救火式”的企业运维状态;部分企业甚至会将每年三分之一的IT 成本,用于网络排障。 随 着人类对数字世界的探索不断取得突破,一场波澜壮阔的数字化变革正在各行各业发生,催生了许多新的商业模式。同时,人工智能、增强现实、虚拟现实、机器人、物联网和云计算等新 技术正加速各行业数字化转型与升级,进入“+智能”时代。人类社会迈向“万物感知、万物互联、万物智能”的智能社会的趋势无可阻挡。 数字化转型也对企业的可持续发展产生了巨大影响。IDC 的报告显示,未来3~5年,每个行业排名前20位的企业和组织中将有三分之一被数字化所颠覆,“任何组织唯有数字化才能不掉队”,数字化转型大赛已拉开帷幕。对企业来说,无论是面对同业的激烈竞争,还是随时接受“跨界入侵者”的挑战,数字化都是当前最重要的武器之一。数字化转型已成为企业可持续性发展的重要保障,能让企业走得更快更远。 数字世界的繁荣是建立在ICT 网络之上的。有了无处不在的基础网络,用户才可以通过各种接入方式接入多种多样的数字应用。除满足内部办公数字化的需求之外,越来越多的企业要求网络成为行政、财务、营销、人力、销售和供应链等部门业务原始数据的抓取者、传递者和分析者,企业的智能办公、商超的大数据精准营销等数字化方案都需要依托网络才能完成。 企业园区网络作为企业数字化转型的基石,随着BYOD 移动办公、云计算、SDN 软件定义网络、物联网、人工智能以及大数据等概念的持续升温,新技术、新应用层出不穷,这些应用和业务进入企业园区,传统园区网络面临诸多挑战。 交通 + 智能,最懂你的路 医疗 + 智能,最懂您的痛 各行业进入“+智能”时代 制造 + 智能,最懂您所需

各种材料的焊接性能

金属材料的焊接性能 (1)焊接性能良好的钢材主要有: 低碳钢(含碳量<0.25);低合金钢(合金元素含量1~3、含碳量<0.20);不锈钢(合金元素含量>3、含碳量<0.18)。 (2)焊接性能一般的钢材主要有: 中碳钢(合金元素含量<1、含碳量0.25~0.35);低合金钢(合金元素含量<3、含碳量<0.30);不锈钢(合金元素含量13~25、含碳量£0.18) (3)焊接性能较差的钢材主要有: 中碳钢(合金元素含量<1、含碳量0.35~0.45);低合金钢(合金元素含量1~3、含碳量0.30~0.40);不锈钢(合金元素含量13、含碳量0.20)。 (4)焊接性能不好的钢材主要有: 中、高碳钢(合金元素含量<1、含碳量>0.45);低合金钢(合金元素含量1~3、含碳量>0.40);不锈钢(合金元素含量13、含碳量0.30~0.40)。 焊条和焊丝选择的基本要点如下: 同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素: 考虑工件的物理、机械性能和化学成分;考虑工件的工作条件和使用性能; 考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等;考虑焊接设备情况;考虑改善焊接工艺和环保;考虑成本。 异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况: 一般碳钢和低合金钢间的焊接;低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接;不锈钢复合钢板的焊接。 焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号(GB 980-76)、焊条的性能和用途(GB 980~984-76)等有关国家标准。 ###15CrMoR的换热器的热处理工艺 ***当板厚超过筒体内径的3%时,卷板后壳体须整体热处理。 *** 15CrMoR焊接性能良好。手工焊用E5515-B2(热307)焊条,焊前预热至200-250℃(小口径薄壁管可不预热),焊后650-700℃回火处理。自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。 ###压力容器用钢的基本要求 压力容器用钢的基本要求:较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与相容性。 改善钢材性能的途径:化学成分的设计,组织结构的改变,零件表面改性。 本节对压力容器用钢的基本要求作进一步分析。 一、化学成分 钢材化学成分对其性能和热处理有较大的影响。 1、碳:碳含量增加时,钢的强度增大,可焊性下降,焊接时易在热影响区出现裂纹。 因此压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。 2、钒、钛、铌等:在钢中加入钒、钛、铌等元素,可提高钢的强度和韧性。

三维建模软件大比拼

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