Durchführung von Y-förmigen Schneidtests unter dem Mikroskop

Summary

Y-förmiges Schneiden misst bruchrelevante Längenskalen und Energien in weichen Materialien. Bisherige Geräte waren für Tischmessungen konzipiert. Dieses Protokoll beschreibt die Herstellung und Verwendung einer Vorrichtung, die den Aufbau horizontal ausrichtet und die für die In-situ-Betrachtung erforderlichen Feinpositionierungsmöglichkeiten sowie die Fehlerquantifizierung über ein optisches Mikroskop bietet.

Abstract

Das Y-förmige Schneiden hat sich kürzlich als vielversprechende Methode erwiesen, um die Schwellenlängenskala und die Versagensenergie eines Materials sowie seine Versagensreaktion in Gegenwart von überschüssiger Verformungsenergie zu verstehen. Die experimentelle Apparatur, die in diesen Studien verwendet wurde, war vertikal ausgerichtet und erforderte umständliche Schritte, um den Winkel zwischen den Y-förmigen Beinen einzustellen. Die vertikale Ausrichtung verbietet die Visualisierung in herkömmlichen optischen Mikroskopen. Dieses Protokoll stellt eine Y-förmige Schneidevorrichtung vor, die horizontal über einem vorhandenen inversen Mikroskoptisch montiert wird, dreidimensional (X-Y-Z) so eingestellt werden kann, dass sie in das Sichtfeld des Objektivs fällt, und eine einfache Änderung des Winkels zwischen den Beinen ermöglicht. Die beiden letztgenannten Merkmale sind neu für diese experimentelle Technik. Die vorgestellte Apparatur misst die Schnittkraft mit einer Genauigkeit von 1 mN. Bei der Prüfung von Polydimethylsiloxan (PDMS), dem Referenzmaterial für diese Technik, wurde eine Schnittenergie von 132,96 J/m2 gemessen (32° Beinwinkel, 75 g Vorspannung) und es wurde festgestellt, dass sie innerhalb des Fehlers früherer Messungen mit vertikalem Aufbau (^132,9 J/m 2 ± 3,4 J/m²) lag. Der Ansatz gilt für weiche synthetische Materialien, Gewebe oder Biomembranen und kann neue Einblicke in ihr Verhalten während des Versagens liefern. Die Liste der Teile, CAD-Dateien und detaillierten Anweisungen in dieser Arbeit bieten eine Roadmap für die einfache Implementierung dieser leistungsstarken Technik.

Introduction

Die nichtlineare Kontinuumsmechanik hat eine kritische Linse geliefert, durch die die Energiekonzentration verstanden werden kann, die zum Versagen in weichen Festkörpern^{führt 1}. Die genaue Vorhersage dieses Versagens erfordert jedoch auch Beschreibungen der mikrostrukturellen Eigenschaften, die zur neuen Oberflächenbildung an der Rissspitze ^2,3 beitragen. Eine Methode, um sich solchen Beschreibungen zu nähern, ist die In-situ-Visualisierung der Rißspitze während des Versagens ^4,5. Die Rissstumpfung bei typischen Fernfeld-Bruchtests macht die Erfassung von In-situ-Daten jedoch schwierig, da das stark deformierte Material möglicherweise außerhalb des Sichtfelds des Mikroskops verteilt^{wird 6}. Das Y-förmige Schneiden bietet eine einzigartige Alternative für die mikrostrukturelle Visualisierung, da es den Bereich der starken Verformung an der Spitze eines Blattes^{konzentriert 7}. Darüber hinaus zeigen frühere Arbeiten unserer Gruppe, dass dieser einzigartige experimentelle Ansatz einen Einblick in die Unterschiede in der Fehlerantwort zwischen Fernfeldrissen und kontaktvermittelten Belastungsbedingungen geben kann⁷.

Das Y-förmige Schneidverfahren, das in der hier vorgestellten Apparatur verwendet wird, wurde erstmals vor Jahrzehnten als Schneidverfahren für Naturkautschuk⁸ beschrieben. Das Verfahren besteht aus einem festsitzenden Schiebeschneiden der Klinge durch eine vorgespannte Y-förmige Probe. Am Schnittpunkt des "Y" befindet sich die Rissspitze, die vor der Prüfung entsteht, indem ein Teil eines rechteckigen Stücks in zwei gleiche "Beine" geteilt wird (Abbildung 1B und Abbildung 2D). Zu den Hauptvorteilen dieses Schneidverfahrens gehören die Reduzierung der Reibungsbeiträge zur gemessenen Schnittenergie, die variable Schaufelgeometrie (d. h. die Einschränkung der Rissspitzengeometrie), die Kontrolle der Ausfallrate (über die Probenverschiebungsrate) und die getrennte Abstimmung der Schnitt-, C- und Reiß-, T-, Energiebeiträge zur Gesamtenergie _G-Schnitt (d. h. Änderung der Ausfallenergie über eine Schnittschwelle hinaus)⁸. Die letztgenannten Beiträge werden in einem einfachen, geschlossenen Ausdruck für die Schnittenergie^{ausgedrückt 9}

Gleichung (1)

, bei der experimentell ausgewählte Parameter verwendet werden, einschließlich Probendicke, t, durchschnittliche Beindehnung, Vorspannkraft, f_pre und der Winkel zwischen den Beinen und der Schnittachse θ. Die Schnittkraft, _f-Schnitt, wird mit der Apparatur gemessen, wie in Zhang et ^al.9 beschrieben. Bemerkenswert ist, dass die hier vorgestellte Vorrichtung einen neuen, einfachen und genauen Mechanismus zum Einstellen des Beinwinkels θ und zum Sicherstellen der Zentrierung der Probe enthält. Während beide Funktionen für einen mikroskopmontierten Aufbau entscheidend sind, kann der Mechanismus auch zukünftigen vertikalen Implementierungen des Y-förmigen Schneidtests zugute kommen, indem er die Benutzerfreundlichkeit erhöht.

Fortschritte bei der Bestimmung der geeigneten Versagenskriterien für weiche Feststoffe sind seit dem frühen Erfolg der probenunabhängigen Bruchgeometrien, die von Rivlin und Thomas¹⁰ eingeführt wurden, im Gange. Kritische Energiefreisetzungsraten¹⁰, kohäsive Zonengesetze 11 und verschiedene Formen von Spannungs- oder Energie-at-a-Distance-Ansätzen^12,13,14 wurden verwendet. Kürzlich nutzten Zhang und Hutchens den letzteren Ansatz und zeigten, dass Y-förmiges Schneiden mit ausreichend kleinen Radiusmessern Schwellenversagensbedingungen für weiche Fraktur⁷ ergeben könnte: eine Schwellenausfallenergie und eine Schwellenlängenskala für das Versagen, die von zehn bis zu Hunderten von Nanometern in homogenem, hochelastischem Polydimethylsiloxan (PDMS) reicht. Diese Ergebnisse wurden mit der Kontinuumsmodellierung und der Skalierungstheorie kombiniert, um eine Beziehung zwischen Schneiden und Reißen in diesen Materialien zu entwickeln und so den Nutzen des Y-förmigen Schneidens zu demonstrieren, um Einblicke in alle Arten des weichen Versagens zu erhalten. Das Verhalten vieler Materialklassen, einschließlich dissipativer und Verbundwerkstoffe, ist jedoch noch unerforscht. Es wird erwartet, dass viele von ihnen mikrostrukturgesteuerte Effekte auf Längenskalen oberhalb der Wellenlänge des sichtbaren Lichts zeigen werden. Daher wurde in dieser Studie eine Apparatur entwickelt, die erstmals eine genaue visuelle Charakterisierung dieser Effekte während des Y-förmigen Schneidens ermöglicht (z. B. in Verbundwerkstoffen, einschließlich Weichgeweben, oder von dissipativen Prozessen, die auf den Mikrometer- bis Millimeterlängenskalen¹⁵ erwartet werden).

Protocol

1. Einstellung und Herstellung von Modifizier- und Verschleißteilen

1. Verwenden Sie einen Laserschneider oder 3D-Drucker, um Einweg-ABS- oder Acryl-Tabs herzustellen, die in die Breite der Probenbeine B1 und B2 passen (7,5 mm x 7,5 mm für eine 1,5 cm x 7 cm x 3 mm Probe) (Abbildung 1B und Abbildung 2D). Für jeden Test werden zwei Registerkarten benötigt, eine für jedes Bein.
2. Rasierklingen-Clip
   HINWEIS: Die genauen Abmessungen des benötigten Rasierklingenclips hängen von der Tiefe der verwendeten Rasierklinge ab.
   1. Ändern Sie die CAD-Konstruktionsdatei (siehe Materialverzeichnis) Blade clip. SLDPRT (Supplemental Coding File 1), indem Sie die Breite der Clipbasis so ändern, dass der Abstand von der Spitze der ausgewählten Rasierklinge zur Rückseite des Clips 30,35 mm beträgt (Abbildung 1D). Bei dieser Einstellung wird die Spitze der Klinge direkt unter dem Drehpunkt (Abbildung 1E) des Winkelverstellmechanismus (Abbildung 1A und Abbildung 2A) gehalten, mit dem der Winkel zwischen den Beinen eingestellt wird.
      HINWEIS: Das Gerät kann Klingen mit einer Tiefe von 8-20 mm aufnehmen.
   2. Drucken Sie den Rasierklingenclip mit Feineinstellungen in 3D (Abbildung 1D). Aufgrund von 3D-Druckfehlern passt der Rasierklingenclip-Schwalbenschwanz möglicherweise nicht in den gedruckten Zustand. Um dies zu beheben, verwenden Sie Schleifpapier oder eine feine Feile, um Material von der Rückseite des Rasierklingenclips zu entfernen, bis es von Hand in den Schlitz auf der Klingencliphalterung eingeführt und entfernt werden kann, aber während des Schneidens immer noch fest sitzt.
3. Ändern Sie die Abmessungen des Probenhalters (Abbildung 1C) mithilfe der CAD-Konstruktionsdatei Probenhalter. SLDPRT (Supplemental Coding File 2), um die Öffnung des spezifischen Mikroskoptisches anzupassen (Abbildung 2B). Damit das Gerät seinen vollen Bewegungsumfang nutzen kann, ist es wichtig, dass der innere Hohlraum des Halters so groß wie möglich bleibt.
4. Wägezellenhalter
   HINWEIS: Biege-Wägezellen gibt es in vielen Geometrien. Die Stelle, an der der Lastsensor montiert werden soll (der innere Schlitten, Abbildung 1E), muss je nach ausgewählter Wägezelle angepasst werden.
   1. Passen Sie die folgenden Abmessungen auf dem Innenschlitten (Abbildung 1E) an, um die jeweilige Wägezelle aufzunehmen: 1) die Position der Befestigungslöcher (derzeit zwei M3-Bohrungen mit einem Mittenabstand von 6 mm); 2) der Abstand zwischen dem Wägezellenstrahl und der inneren Gleitebene, abhängig von der maximalen Auslenkung des Wägezellenstrahls (derzeit bei 3 mm); und 3) die Höhe und Breite für die Geometrie der Wägezelle (derzeit 35 mm bzw. 12,1 mm).
      HINWEIS: Der Längenbereich der Wägezelle, der verwendet werden kann, ohne das vertikale Verstellsystem zu beeinträchtigen (Abbildung 1E und Abbildung 2A), beträgt 10 bis 63 mm. Wenn die Größe der Wägezelle außerhalb dieses Bereichs liegt, besteht eine Alternative darin, das Höhenverstellsystem zu entfernen oder die Riemenscheibenarme neu zu konstruieren/zu verlängern (Abbildung 1A).
5. Entwerfen Sie die Montageplattform und die Rahmenarme (Abbildung 1A) unter Verwendung der entsprechenden CAD-Dateien neu, um sie an das verwendete Mikroskop bzw. den verwendeten Mikroskoptisch anzupassen. Konkret handelt es sich bei den Rahmenarmen (Rahmenarm. SLDPRT, Supplemental Coding File 3) muss möglicherweise geändert werden, um die Befestigung zu erleichtern. Die Höhe der Riemenscheibenarme (Abbildung 1A) (Riemenscheibenarm. SLDPRT, Supplemental Coding File 4 und Riemenscheibe arm_Mirror.SLDPRT, Supplemental Coding File 5) müssen möglicherweise auch in Abhängigkeit von den Höhen der Ebene der Mikroskopbefestigungslöcher und der oberen Ebene des XY-Tisches des Mikroskops geändert werden.

2. Mechanische Montage

1. Sobald alle Komponenten des Mikroskops, der Wägezelle, der Rasierklinge und der Probe entsprechend modifiziert wurden, stellen Sie alle Komponenten her und konstruieren Sie die Apparatur (Abbildung 2A). Zu den Komponenten gehören 3D-gedruckte, lasergeschnittene und kommerzielle Standardteile. Eine detaillierte Liste der Teile finden Sie in der Materialtabelle. Computermontagezeichnungen aller Teile und Apparatebaugruppen sind in den ergänzenden Kodierungsdateien 1-17 verfügbar.
2. Um die Wägezelle zu montieren, befestigen Sie zunächst die Halterung der Messerklemme an der Wägezelle (Abbildung 1E). Befestigen Sie diese Baugruppe am inneren Schlitten des vertikalen Verstellsystems (Abbildung 1E und Abbildung 2A). Befestigen Sie das kombinierte System aus Halterung für Klingenclips, Wägezelle und Innenschlitten des vertikalen Verstellsystems an dem äußeren Schlitten des vertikalen Verstellsystems (Abbildung 1E), das an der Unterseite des Winkelverstellmechanismus montiert ist (Abbildung 1A und Abbildung 2A).
   HINWEIS: Mikro-Wägezellen sind zerbrechlich. Seien Sie vorsichtig bei der Handhabung der Wägezelle, um alle Kräfte zu minimieren, die außerhalb der Prüfung auf sie einwirken, insbesondere Kräfte in Richtung der Lastmessung.

3. Elektrische Montage

1. Richten Sie die Wägezelle und das Datenerfassungssystem ein. Bauen Sie eine Verstärkungsschaltung nach dem Schaltplan auf (Abbildung 1F, Schaltplan der Verstärkungsschaltung. SchDoc [Supplemental Coding File 18] und Amplification circuit PCB. PcbDoc [ergänzende Kodierungsdatei 19]). Schließen Sie das Ausgangssignal direkt an ein Datenerfassungssystem mit einem Eingangsbereich von 0-5 V an. Verbinden Sie die Elemente der Schaltung gemäß Abbildung 1G.
2. Kalibrieren Sie die Wägezelle, indem Sie ein Gewicht bekannter Größe auf den Umlenkbalken legen und die Ausgangsspannung im Kalibriercode (calibrate_ni_daq.mlapp, Supplemental Coding File 20) aufzeichnen. Wiederholen Sie diesen Vorgang mindestens 5x für unterschiedliche Gewichte bekannter Menge.
3. Berechnen Sie die Kalibrierungskonstante der Wägezelle, indem Sie die bekannten Gewichts-Spannungs-Daten an eine Leitung anpassen. Geben Sie diesen Kalibrierungswert in den Datenerfassungscode ein (collect_data.mlapp, Supplemental Coding File 21).
   HINWEIS: Der Ansatz für die Datenerfassung hängt vom Typ der gewählten Wägezelle ab. In dieser Studie wurde eine Ablenk-Wägezelle mit einer maximalen Nennkapazität von 0,5 N, einer maximalen Wiederholgenauigkeit von 0,05 % Nennleistung (R.O.) und einer Hysterese von 0,03 % r.O. verwendet. Das Ausgangssignal von ~10 mV wird verstärkt, um den Einsatz eines kommerziellen Datenerfassungssystems (-5 bis 5 V, 16-Bit-Auflösung) zu ermöglichen. Als Ergebnis wurde eine Kraftauflösung von feiner als 1 mN erzielt, während Daten mit einer Rate von 20 Hz nach Anwendung eines rollenden Medianfilters gesammelt wurden.

4. Gerätemontage

1. Nachdem die Apparatur aufgebaut und die Wägezelle und das Datenerfassungssystem eingerichtet wurden, ersetzen Sie den ursprünglichen, auf der Bühne montierten Diahalter durch den benutzerdefinierten Probenhalter.
2. Befestigen Sie die Baugruppe am Mikroskop. Verwenden Sie Befestigungslöcher auf der Oberseite des Mikroskops, falls verfügbar.
3. Stellen Sie den Winkel des Schnitts ein, indem Sie die Rändelschraube der Winkeleinstellung lösen und dann den linearen Schlitten bewegen (Abbildung 1A). Stellen Sie den Winkel ein, nachdem Sie ihn mit einem Winkelmesser gemessen haben (Abbildung 2A), und ziehen Sie die Rändelschraube zur Winkeleinstellung fest. Der Winkel zwischen einem Bein und der Probenmittelebene θ kann von 8° bis 45° eingestellt werden (Abbildung 1B).
4. Stellen Sie zwei vertikale Riemenscheiben hinter dem Gerät auf.

5. Probenvorbereitung

1. Probenabmessungen: Bereiten Sie eine dünne rechteckige Probe (z. B. 1,5 cm x 7 cm x 3 mm) PDMS (siehe Materialtabelle) vor, indem Sie sie entweder von einem größeren Blatt schneiden oder eine Form mit den richtigen Abmessungen verwenden. Die Abmessungen können variieren, aber eine Breite von 1,5 cm oder weniger für eine Probe mit einer Dicke von 3 mm oder weniger wird empfohlen.
2. Schneiden der Beine: Schneiden Sie die Probe mit einer Rasierklinge 3 cm längs entlang der Mittellinie, um die Y-förmige Probe zu erzeugen (Abbildung 1B). Diese Länge kann variieren, aber die Beine sollten lang genug sein, um die Laschen aufzunehmen, aber kurz genug, um die ungeschnittene Probe für die Messung zu lassen.
3. Dehnungsmessungsmarkierung: Bringen Sie mit einem Marker oder einer Tinte zwei Markierungen in einem Abstand von ca. 1 cm auf jedes der dünnen Beine (Abbildung 2D) und den Körper der Probe (insgesamt sechs) auf, um die Messung der aufgetragenen Dehnung in jedem der drei Probenbeine unter Belastung zu ermöglichen.
4. Anbringen der Laschen: Verwenden Sie einen klebstoffartigen Cyanacrylat-Kleber, um eine 3D-gedruckte oder lasergeschnittene Lasche (Schritt 1.1) am Ende jedes Beines zu befestigen (Abbildung 1B und Abbildung 2D).
5. Bereiten Sie die Spannschnur vor: Messen und schneiden Sie zwei Längen dünner Angelschnur. Für die interne Führung durch den Mechanismus werden ca. 30 cm Schnur benötigt; Fügen Sie bei Bedarf weitere hinzu, um die Leitung zum externen Satz von Riemenscheiben zu verlegen (Schritt 4.4). Befestigen Sie 5-g-Wägeplatten am Ende der Leitungen, die durch die äußeren Riemenscheiben verlaufen, und binden Sie das andere Ende an die Lasche an jedem Bein.

6. Probenmontage

HINWEIS: Seien Sie bei diesem Schritt vorsichtig, um sicherzustellen, dass die Probe das Mikroskopobjektiv nicht berührt, um eine Beschädigung zu vermeiden. Es kann hilfreich sein, das Objektiv und den Mikroskoptisch so einzustellen, dass so viel Platz wie möglich für die Probenmontage geschaffen wird.

1. Klemmen Sie den Probenboden mit der Rändelschraube des Probenhalters (Abbildung 1C).
2. Führen Sie die Leine für jedes Bein durch jede Seite des Riemenscheibensystems (Abbildung 1A und Abbildung 2A). Machen Sie ein Foto der Probe von oben, während die Probe unter vernachlässigbarem Gewicht ist, indem Sie eine Kamera an die Unterseite des Winkelverstellmechanismus halten. Stellen Sie sicher, dass sich die Kamera parallel zur Abtastebene befindet, um perspektivische Effekte zu minimieren.
3. Fügen Sie das gewünschte Vorspanngewicht von 75 g an beiden Enden der Angelschnur in der Nähe der äußeren Riemenscheiben hinzu. Erhöhen Sie diese Menge auf 150 g oder verringern Sie sie auf 50 g, um den Reißbeitrag zu ändern, falls dies für dieses Beispiel Material und Geometrie gewünscht wird. Machen Sie ein zweites Bild der Probe, nachdem das Gewicht hinzugefügt wurde, und stellen Sie sicher, dass die Kamera parallel zur Probenebene ist.
   HINWEIS: Die hier angegebenen Beispielgewichte gelten speziell für die PDMS-Stichprobe, die in dieser Studie verwendet wurde.
4. Richten Sie die Angelschnur von der untersten Riemenscheibe mit der Z-Ebene der Probenbeine aus, indem Sie die Z-Komponente der Drei-Wege-Mikrojustierstufe verwenden (Abbildung 1A). Positionieren Sie die erwartete Blattspitze ungefähr in der Nähe des Sichtfelds des Objektivs (Abbildung 2B).

7. Klingenmontage

1. Setzen Sie die Rasierklinge in den entsprechenden Klingenclip ein (Schritt 1.2) und fixieren Sie die Klinge mit einer Stellschraube. Setzen Sie die Klinge fest in die Klingenklemme ein (Abbildung 1D und Abbildung 2C), um sicherzustellen, dass sie quadratisch ist. Schieben Sie diese abgeschnittene Rasierklinge in die Halterung für den Klingenclip, die an der Wägezelle befestigt ist (Abbildung 1E).
   HINWEIS: Die Klinge sollte immer platziert werden, nachdem die Probe montiert wurde. Wenn sich die Klinge vor der Probe befindet, stellt sie ein Sicherheitsrisiko für den Benutzer dar.

8. Ausrichtung der Apparatur

1. Wählen Sie das 2,5-fache Mikroskopobjektiv oder bis zu 20-fach, wenn nähere Bilder gewünscht werden.
2. Verwenden Sie die Durchlichteinstellung, um das Licht hinter der Probe bei Bedarf zu verstärken.
3. Fokussieren Sie das Mikroskop bei eingesteckter Schaufel auf die Unterseite und verwenden Sie bei Bedarf das vertikale Verstellsystem der Klinge, um die Spitze auf den entsprechenden Arbeitsabstand für das Objektiv zu bringen (Abbildung 1E und Abbildung 2A). Richten Sie die Rasierklinge vorsichtig im Sichtfeld des Mikroskops aus, wobei Sie nur die X- und Y-Richtungen der Drei-Wege-Mikrojustierstufe verwenden (Abbildung 1A).
4. Als nächstes fokussieren Sie das Mikroskop auf die Probe. Richten Sie die Rissspitze mit der Rasierklinge aus (Abbildung 2B), indem Sie den XY-Tisch des Mikroskops (Abbildung 1A) verschieben, um sicherzustellen, dass die Mittelebene der Probe mit der Mittelebene des Winkelverstellmechanismus übereinstimmt.

9. Testen

1. Öffnen Sie den Code, der für die Wägezellendatenerfassung verwendet wurde (collect_data.mlapp, Supplemental Coding File 21).
2. Starten Sie die Aufzeichnung der Wägezellendaten, indem Sie auf die Schaltfläche Aufzeichnung starten klicken.
3. Übersetzen Sie die Probe durch die Rasierklinge für 1 cm oder mehr mit einer konstanten Geschwindigkeit mit der Mikroskoptischsteuerung. Erfassen Sie gleichzeitig Bilder mit der Bildgebungsschnittstelle des Mikroskops.
4. Wenn der XY-Tisch des Mikroskops stoppt (Abbildung 1A), klicken Sie auf die Schaltfläche Aufzeichnung stoppen , um die Aufzeichnung der Daten zu beenden und automatisch eine *.txt-Datei der Last- und Zeitantwort zu speichern.

Results

Die Parameter, die in Schritt 4 und Schritt 6 verwendet wurden, und die Daten, die in Schritt 6 und Schritt 9 gesammelt wurden, ergeben zusammen die Schnittenergie der Probe. Nach Gleichung 1 sind für die Bestimmung der Schnittenergie folgende Parameter erforderlich: Probendicke, t, Vorspannkraft, f_pre und der Winkel zwischen den Beinen und der Schnittachse, θ. Außerdem werden folgende Daten benötigt: die Schnittkraft, der_f-Schnitt und die durchschnittliche Beinbelastung

Discussion

Die hier vorgestellte horizontale, Y-förmige Schneidvorrichtung ermöglicht In-situ-Bildgebungsfunktionen sowie eine verbesserte Benutzerfreundlichkeit für diese Versagenstechnik. Das Gerät verfügt über ein modulares/tragbares Design für die schnelle Montage und Demontage von einem Mikroskop und die kontinuierliche, vorjustierte Einstellung des Beinwinkels. Alle CAD-Dateien, erforderlichen Materialien und Verfahren wurden einbezogen, um die Implementierung dieser Methode zu erleichtern. In vielen Fällen (Klingenh...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Kaufen Sie Teile
1" OD Riemenscheibe	McMaster Carr	3434T75	Riemenscheibe für Drahtseil (größer)
100 g Mikro-Wägezelle	RobotShop	RB-Phi-203
1K Widerstand	Digi-Key	CMF1.00KFGCT-ND	1 kOhm ± 1% 1 W Durchsteckwiderstand Axiale flammhemmende Beschichtung, feuchtigkeitsbeständig, Sicherheitsmetallfolie
1M	Digi-Key	RNF14FAD1M00	1 MOhm ± 1% 0,25 W, 1/4 W Durchgangslochwiderstand Axiale flammhemmende Beschichtung, Sicherheitsmetallfolie
3/8" OD Umlenkrolle	McMaster Carr	3434T31	Umlenkrolle für Drahtseil
4" Durchsichtiger Winkelmesser mit leicht lesbaren Markierungen	S& S Worldwide	LR3023
Breadboard	ECEB	N/A
IC OPAMP ZERO-DRIFT 2 CIRC 8DIP	Digi-Key	LTC1051CN8#PBF-ND
M2 x 0.4 mm Mutter	McMaster Carr	90592A075	Stahl Sechskantmutter
M2 x 0.4 mm x 25 mm	McMaster Carr	91292A032	18-8 Edelstahl Innensechskantschraube
M2 x 0.4 mm x 8 mm	McMaster Carr	91292A832	18-8 Innensechskantschraube
aus Edelstahl M3 x 0,5 mm x 15 mm	McMaster Carr	91290A572	Innensechskantschraube aus legiertem Stahl aus schwarzem Oxid
M3 x 0,5 mm x 16 mm	McMaster Carr	91294A134	legiertem Stahl
M3 x 0,5 mm, 4 mm hoch	McMaster Carr	90576A102	Gegenmutter aus mittelfestem Stahl mit Nyloneinsatz
M4 x 0,7 mm Mutter	McMaster Carr	90592A090	Sechskantmutter aus Stahl
M4 x 0,7 mm x 15 mm	McMaster Carr	91290A306	Innensechskantschraube aus legiertem Stahl aus schwarzem Oxid
M4 x 0,7 mm x 16 mm	McMaster Carr	91294A194	Sechskantschraube aus legiertem Stahl aus schwarzem Oxid
M4 x 0,7 mm x 18 mm	McMaster Carr	91290A164	Innensechskantschraube aus legiertem Stahl
M4 x 0,7 mm x 20 mm	McMaster Carr	91290A168	Innensechskantschraube aus legiertem Stahl M4
x 0,7 mm x 20 mm	McMaster Carr	92581A270	Stell Rändelschraube
M4 x 0,7 mm x 30 mm	McMaster Carr	91290A172	Innensechskantschraube aus legiertem Stahl
M4 x 0,7 mm x 50 mm	McMaster Carr	91290A193	Innensechskantschraube aus legiertem Stahl
M4 x 0,7 mm, 5 mm hoch	McMaster Carr	94645A101	Hochfester Stahl Nylon-Einsatzmutter
M5 x 0,8 mm	Mutter McMaster Carr	90592A095	Stahl Sechskantmutter
M5 x 0,8 mm x 16 mm	McMaster Carr	91310A123	Hochfeste Stahl Klasse 10.9 Sechskantschraube
M5 x 0,8 mm x 35 mm	McMaster Carr	91290A195	Innensechskantschraube
aus legiertem Stahl in SchwarzoxidM5 x 0,8 mm, 13 mm Kopfdurchmesser	McMaster Carr	96445A360	Rändelmutter mit Flansch
M5 x 0,8 mm, 5 mm hoch	McMaster Carr	90576A104	Mittelfester Stahl Nylon-Einsatzmutter
Solidworks	Dassault Systèmes		CAD-Software
Kabelsatz	ECEB	N/A
XYZ-Achse Manueller Präzisions-Lineartisch 60 mm x 60 mm Trimmen Lager Tuning Plattform Schiebetisch	OptikFokus	N/A
Make Parts
	Solidworks		: arms_arm_single. SLDPRT Menge: 2 Einstellung: Schnell/0,2 mm Schichthöhe
Winkelverstellsystem - Arme stationär	3D-Druck Solidworks		: arms_stationary. SLDPRT Menge: 1 Einstellung: Schnell/0,2 mm Schichthöhe
Winkelverstellsystem - Link	3D-Druck Solidworks		: arms_arm_link. SLDPRT Menge: 2 Einstellung: Schnell/0,2 mm Schichthöhe
Winkelverstellsystem - Schieberegler	3D-Druck Solidworks		: arms_slider. SLDPRT Menge: 1 Einstellung: Schnell/0,2 mm Schichthöhe
Winkelverstellsystem - Abstandshalter	3D-Druck Solidworks		: arms_front_spacer. SLDPRT Menge: 1 Einstellung: Schnell/0,2 mm Schichthöhe
Clip- Klingenclip	3D-Druck Solidworks		: Klingenclip. SLDPRT Menge: 1 Einstellung: Fein/0,1 mm Schichthöhe
Clip- Klingenclip-Halterung	3D-Druck-Solidworks		: Klingen-Clip-Halterung. SLDPRT Menge: 1 Einstellung: Fein/0,1 mm Schichthöhe
Rahmenarm	3D-Druck Solidworks		: Rahmenarm. SLDPRT Menge: 2 Einstellung: Schnell/0,2 mm Schichthöhe
Montageplattform	Laser Cut Acrylic Solidworks		: Montageplattform. SLDPRT Menge: 1
Riemenscheibenarm (links)	3D-Druck Solidworks		: Riemenscheibe arm_Mirror.SLDPRT Menge: 1 Einstellung: Schnell/0,2 mm Schichthöhe
Riemenscheibenarm (rechts)	3D-Druck		Solidworks: Riemenscheibenarm. SLDPRT Menge: 1 Einstellung: Schnell/0,2 mm Schichthöhe
Probenhalter und Lasche- Klemme	3D-Druck Solidworks		: Klemme.SLDPRT Menge: 1 Einstellung: Schnell/0,2 mm Schichthöhe
Probenhalter und Lasche- Probenhalter	3D-Druck Solidworks		: Probenhalter. SLDPRT Menge: 1 Einstellung: Schnell/0,2 mm Schichthöhe
Probenhalter und Lasche - Registerkarte	3D-Druck Solidworks		: Tab.SLDPRT Menge: 2 pro Test Einstellung: Fein / 0,1 mm Schichthöhe, ohne Krempe
Vertikales Verstellsystem - Innenschlitten	3D-Druck Solidworks		: Innenschlitten. SLDPRT Menge: 1 Einstellung: Schnell/0,2 mm Schichthöhe
Vertikales Verstellsystem - Außenschlitten	3D-Druck Solidworks		: Außenschlitten. SLDPRT Menge: 1 Einstellung: Schnell/0,2 mm Schichthöhe