PECASE: Research and Education Plans for Modeling and Design of Fixtures and Six-Axis Manipulators for Nanomanufacturing

PECASE:纳米制造夹具和六轴机械手建模和设计的研究和教育计划

基本信息

  • 批准号:
    0348242
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2004-02-15 至 2009-01-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This CAREER award supports efforts to generate the knowledge required to create low-cost, high-performance manipulators and fixtures capable of nanometer-level alignment. The scholarly merit of the work is contained in the generation and experimental validation of models which aim to predict the performance of: (1) 3D compliant mechanisms for monolithic Nanomanipulators: The PI will conduct research on a new process that forms low-cost, high-performance six-axis Nanomanipulators. In this process, forming and folding are used to transform a 2D sheet (template) into a 3D compliant mechanism. This process forms the structure and bearings of a manipulator within one piece. Models will be developed to link the topologies of the template and 3D mechanism to Nanomanipulator alignment performance. (2) Detachable fixtures with nanometer-level accuracy: This research aims to generate fixture technology for Nanomanufacturing processes. The PI will model the influence of hard coatings on the stability and repeatability of fixture contact interfaces. Models will also be developed to aid in the synthesis of fixtures which automatically correct misalignment via integrated actuation and sensing. If this work is successful, the combination of improved stability and error correction will enable fixtures with nanometer-level accuracy and repeatability.The cost and quality of products based on Nanomanufacturing technology will be influenced by the cost and performance of manipulation and fixturing equipment. Present alignment technologies are at their practical cost-performance limits and therefore not attractive options for next generation Nanomanufacturing processes. If successful, this research will generate the knowledge required to make monolithic machine tools and ultra-precision fixtures which are well-suited to provide low-cost, nanometer-level alignment. This will enable: (1) Reduced cost and improved quality of products or product components made via Nanomanufacturing processes (2) Researchers to more accurately characterize nano-scale devices and manufacturing processes. The broader impacts will be further enabled through established connections to industry (e.g., Ford, GM) and educational efforts such as innovative hands-on, discovery-based learning and design courses, and mentoring of underrepresented minorities.
该职业奖支持为创造低成本、高性能的纳米级对准机械臂和固定装置所需的知识而付出的努力。这项工作的学术价值在于模型的生成和实验验证,这些模型旨在预测以下性能:(1)单片纳米操纵器的 3D 兼容机制:PI 将研究形成低成本、高性能六轴纳米操纵器的新工艺。 在此过程中,通过成型和折叠将 2D 板材(模板)转变为 3D 兼容机构。 这一过程将机械手的结构和轴承形成为一体。 将开发模型以将模板和 3D 机制的拓扑与纳米操纵器对准性能联系起来。 (2) 具有纳米级精度的可拆卸夹具:该研究旨在产生用于纳米制造工艺的夹具技术。 PI 将模拟硬涂层对夹具接触界面的稳定性和可重复性的影响。 还将开发模型来帮助合成夹具,通过集成驱动和传感自动纠正错位。 如果这项工作成功,改进的稳定性和误差校正的结合将使夹具具有纳米级的精度和可重复性。基于纳米制造技术的产品的成本和质量将受到操纵和夹具设备的成本和性能的影响。 目前的对准技术已达到其实际性价比极限,因此对于下一代纳米制造工艺来说不是有吸引力的选择。 如果成功,这项研究将产生制造整体机床和超精密夹具所需的知识,这些机床和超精密夹具非常适合提供低成本的纳米级对准。 这将实现:(1)降低成本并提高通过纳米制造工艺制造的产品或产品组件的质量(2)研究人员能够更准确地表征纳米级设备和制造工艺。 通过与行业(例如福特、通用汽车)建立的联系和教育工作(例如创新的实践、基于发现的学习和设计课程以及对代表性不足的少数群体的指导),将进一步实现更广泛的影响。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Martin Culpepper其他文献

Martin Culpepper的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Martin Culpepper', 18)}}的其他基金

Making the makers: how increased agency and social impact driven makerspaces grow engineering identity and self-efficacy in marginalized students
创造创客:增加代理和社会影响力驱动的创客空间如何提高边缘化学生的工程认同和自我效能
  • 批准号:
    2142638
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Support for US Scholars and Students to Participate in the 5th International Symposium on Nanomanufacturing, January 2008, Singapore
支持美国学者和学生参加第五届国际纳米制造研讨会,2008年1月,新加坡
  • 批准号:
    0751414
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Support for US Scholars and Students to Participate in the 2005 International Symposium on Nanomanufacturing; Limassol, Cyprus; November 3-5, 2005
支持美国学者和学生参加2005年国际纳米制造研讨会;
  • 批准号:
    0540039
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Constraint-based Compliant Mechanism Design using Virtual Reality as a Design Interface
协作研究:使用虚拟现实作为设计界面的基于约束的顺应机构设计
  • 批准号:
    0500272
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

Research on Quantum Field Theory without a Lagrangian Description
  • 批准号:
    24ZR1403900
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Cell Research
  • 批准号:
    31224802
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Cell Research
  • 批准号:
    31024804
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Cell Research (细胞研究)
  • 批准号:
    30824808
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Research on the Rapid Growth Mechanism of KDP Crystal
  • 批准号:
    10774081
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    45.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: New to IUSE: EDU DCL:Diversifying Economics Education through Plug and Play Video Modules with Diverse Role Models, Relevant Research, and Active Learning
协作研究:IUSE 新增功能:EDU DCL:通过具有不同角色模型、相关研究和主动学习的即插即用视频模块实现经济学教育多元化
  • 批准号:
    2315700
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Implementation Grant: Active Societal Participation In Research and Education
合作研究:实施补助金:社会积极参与研究和教育
  • 批准号:
    2326774
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Bridging Research & Education in Delineating Fatigue Performance & Damage Mechanisms in Metal Fused Filament Fabricated Inconel 718
职业:桥梁研究
  • 批准号:
    2338178
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAP: AI-Ready Institution Transforming Tomorrow's Research and Education with AI Focused on Health and Security (Jag-AI)
CAP:人工智能就绪机构通过专注于健康和安全的人工智能改变未来的研究和教育 (Jag-AI)
  • 批准号:
    2334243
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: IMPLEMENTATION: Broadening participation of marginalized individuals to transform SABER and biology education
合作研究:实施:扩大边缘化个人的参与,以改变 SABER 和生物教育
  • 批准号:
    2334954
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Conference: Early Career Development (CAREER) Program Workshop for STEM Education Research at Minority-Serving Institutions
会议:少数族裔服务机构 STEM 教育研究早期职业发展 (CAREER) 计划研讨会
  • 批准号:
    2400690
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CHIPS: TCUP Cyber Consortium Advancing Computer Science Education (TCACSE)
合作研究:CHIPS:TCUP 网络联盟推进计算机科学教育 (TCACSE)
  • 批准号:
    2414607
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Conference: Artificial Intelligence Summer School for Computer Science and Operations Research Education; College Park, Maryland; 19-24 May 2024
会议:计算机科学和运筹学教育人工智能暑期学校;
  • 批准号:
    2408982
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CHIPS: TCUP Cyber Consortium Advancing Computer Science Education (TCACSE)
合作研究:CHIPS:TCUP 网络联盟推进计算机科学教育 (TCACSE)
  • 批准号:
    2414606
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: IMPLEMENTATION: Broadening participation of marginalized individuals to transform SABER and biology education
合作研究:实施:扩大边缘化个人的参与,以改变 SABER 和生物教育
  • 批准号:
    2334955
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了