Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Produksjon av en belastningsmålingsenhet med en forbedret 3D-skriver

Published: January 30, 2020 doi: 10.3791/60177

Summary

Dette arbeidet presenterer en belastningsmålingssensor bestående av en forsterkningsmekanisme og et polydimethylsiloxane mikroskop produsert ved hjelp av en forbedret 3D-skriver.

Abstract

En tradisjonell belastningsmålingssensor må elektrifiseres og er utsatt for elektromagnetisk interferens. For å løse svingningene i det analoge elektriske signalet i en tradisjonell belastningsmåleroperasjon, presenteres en ny belastningsmålingsmetode her. Den bruker en fotografisk teknikk for å vise belastningsendringen ved å forsterke endringen av pekerforskyvningen av mekanismen. En visuell polydimethylsiloxane (PDMS) linse med en brennvidde på 7,16 mm ble lagt til et smarttelefonkamera for å generere en linsegruppe som fungerer som et mikroskop for å fange bilder. Den hadde en tilsvarende brennvidde på 5,74 mm. Akrylnitril butadien styren (ABS) og nylonforsterkere ble brukt til å teste påvirkning av forskjellige materialer på sensorytelsen. Produksjonen av forsterkere og PDMS-objektivet er basert på forbedret 3D-utskriftsteknologi. Dataene som ble oppnådd ble sammenlignet med resultatene fra begrenset elementanalyse (FEA) for å verifisere gyldigheten. Følsomheten til ABS-forsterkeren var 36,03 ± 1,34 με/μm, og følsomheten til nylonforsterkeren var 36,55 ± 0,53 με/μm.

Introduction

Å skaffe lette, men sterke materialer er spesielt viktig i moderne industri. Egenskapene til materialer påvirkes når de utsettes for stress, trykk, våp og bøyevibrasjon under bruk1,2. Dermed er belastningsmåling av materialer viktig for å analysere holdbarheten og feilsøke bruk. Slike målinger gjør det mulig for ingeniører å analysere holdbarheten av materialer og feilsøke produksjonsproblemer. Den vanligste belastningsmålingsmetoden i industrien bruker belastningssensorer3. Tradisjonelle foliesensorer er mye brukt på grunn av deres lave kostnader og god pålitelighet4. De måler endringene i elektriske signaler og konverterer dem til forskjellige utgangssignaler5,6. Denne metoden utelater imidlertid detaljene i belastningsprofilen i det målte objektet og er utsatt for støy fra vibrasjonselektromagnetisk interferens med analoge signaler. Å utvikle nøyaktige, svært repeterbare og enkle målemetoder for materiale er viktig i ingeniørfaget. Dermed studeres andre metoder.

De siste årene har nanomaterialer trukket stor interesse fra etterforskere. For å måle belastning på små gjenstander, Osborn et al.7,8 foreslo en metode for å måle belastningen av 3D nanomaterialer ved hjelp av elektron backscatter (EBSD). Ved hjelp av molekylær dynamikk undersøkte Lina et al.9 interlayer friksjon strekk engineering av grafen. Distribuertoptiskfiberbelastningsmålinger ved hjelp av Rayleigh backscatter spektroskopi (RBS) har blitt mye brukt i feildeteksjon og for evaluering av optiske enheter på grunn av deres høye romlige oppløsning og følsomhet10. Ristfiberoptisk (FBG)11,12 distribuerte belastningssensorer har blitt mye brukt til måling av høypresisjonsbelastning 13 for temperatur og belastning. For å overvåke belastningsendringene forårsaket av herding etter harpiksinjeksjon, innebygde Sanchez et al.14 en fiberoptisk sensor i en epoksykarbonfiberplate og målte hele belastningsprosessen. Differensial interferens kontrast (DIC) er en kraftig målemetode for feltet deformasjon15,16,17 som er mye brukt også18. Ved å sammenligne endringene av målte overflategrå nivåer i de innsamlede bildene, analyseres deformasjonen, og belastningen beregnes. Zhang et al.19 foreslo en metode som er avhengig av innføring av forsterkede partikler og DIC-bilder for å utvikle seg fra tradisjonelle DIC. Vogel og Lee20 beregnet belastningsverdier ved hjelp av en automatisk to-visning metode. I de senere årene har dette muliggjort samtidig mikrostrukturobservasjon og belastningsmåling i partikkelforsterkede kompositter. Tradisjonelle belastningssensorer måler bare effektivt belastning i én retning. Zymelka et al.21 foreslo en omnidirectional fleksibel belastningssensor som forbedrer en tradisjonell belastningsmålermetode ved å oppdage endringer i sensormotstanden. Det er også mulig å måle belastning ved hjelp av biologiske eller kjemiske stoffer. For eksempel er ioniske ledende hydrogeler et effektivt alternativ til belastning / taktile sensorer på grunn av deres gode strekkegenskaper og høy følsomhet22,23. Graphene og komposittene har gode mekaniske egenskaper og gir en høy bærermobilitet sammen med god piezoresistivitet24,25,26. Derfor har grafenbaserte belastningssensorer blitt mye brukt i elektronisk overvåking av hudens helse, bærbar elektronikk og andre felt27,28.

I dette arbeidet presenteres en konseptuell belastningsmåling ved hjelp av et polydimetylsiloxan (PDMS) mikroskop og et forsterkningssystem. Enheten er forskjellig fra en tradisjonell belastningsmåler fordi den ikke krever ledninger eller elektriske tilkoblinger. Videre kan forskyvning observeres direkte. Forsterkningsmekanismen kan plasseres hvor som helst på det testede objektet, noe som øker repeterbarheten til målingene. I denne studien ble en sensor og en belastningsforsterker laget av 3D-utskriftsteknologi. Vi forbedret først 3D-skriveren for å øke effektiviteten for våre behov. En sfærisk ekstruderingsenhet ble designet for å erstatte den tradisjonelle ekstruderen som styres av kutteprogramvaren for å fullføre konverteringen av metall- og plastdysene. Den tilsvarende støpeplattformen ble endret, og forskyvningssen (forsterkeren) og leseenheten (PDMS-mikroskopet) ble integrert.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Montering av forsterkningsmekanismen

  1. Konstruere en eksperimentell plattform, inkludert en forbedret 3D-skriver, en belastningsmålerindikator, en drivende enhet, en støtteramme, en aluminiumsstang, en PDMS-linse, en smarttelefon, vekter, en trykt forsterker (Tilleggsfigur 1)og en belastningsmåler, som vist i figur 1.
  2. Sett høyden på hvert lag i skriveren på 0,05 mm for nylon og 0,2 mm for ABS. Sett diameteren på utskriftshodet til 0,2 mm i begge tilfeller. Sett temperaturen på dysen til 220 °C for nylon og 100 °C for ABS. Til slutt, sett utskriftshastigheten til 2000 mm / min for nylon og 3500 mm / min for ABS.
  3. Juster retningen på det sfæriske ekstruderingshodet slik at metallmunnstykket vender mot lavtemperaturplattformen og skriver ut en kontur for å sikre en normal ekstrudering, som vist i figur 2.
  4. Heng nylon og ABS på kolonnen. Fronten må gå inn i utskriftsspolebeholderen som skal smeltes av metalldysen.

2. Montering av PDMS-mikroskopet

  1. Bruk en magnetisk rørerør, bland PDMS-forløperen og herdingsmiddelet for å oppnå et vektforhold på 10:1.
  2. Plasser blandingen i avgasseren i 40 min for å fjerne bobler og hell den avgasserte blandingen i PDMS-beholderen på det sfæriske ekstruderingshodet.
  3. Roter det sfæriske ekstruderingshodet og plattformen slik at plastdysen vender mot høytemperaturplattformen.
  4. Sett plastdysen til 50 μL. Plasser den nederste enden av pipetteenheten 20 mm29 unna formen ved hjelp av dyserotasjonen og steppermotoren i Z-aksen.
  5. Slå på kokeplaten for å varme opp høytemperaturplattformen. Temperaturen på plattformen styres av et ikke-kontakt infrarødstrålingtermometer.
    MERK: Denne studien testet temperaturer på 140 °C, 160 °C, 180 °C, 200 °C, 220 °C og 240 °C.
  6. Klem PDMS-beholderen for å skrive ut PDMS-objektivet.
  7. Avkjøl PDMS-linsen til romtemperatur og fjern den med gummipinser.
  8. Bestem de geometriske parametrene til linsen, inkludert kontaktvinkelen, krumningsradiusen og dråpediameteren, ved hjelp av en tredimensjonal formanalysator.

3. Stammemåling for lasting av tester i kontroll- og testgruppene

  1. Bruk en bar laget av aluminium 6063 T83 som cantilever bjelke. Lengden, bredden og tykkelsen på cantileverstrålen skal være henholdsvis 380 mm x 51 mm x 3,8 mm. Fest den ene enden til operasjonsbordet med bolter og muttere.
  2. Tegn et kors i midten og 160 mm fra den frie enden av cantilever strålen.
  3. For å fjerne oksidlaget på cantilever strålen, poler overflaten med fint sandpapir før du limer inn. Sliperetningen skal være ca. 45° fra retningen av stammemålertrådnettet. Bruk bomullsull gjennomvåt i aceton for å tørke overflaten av den cantilever strålen og overflaten av belastningsmålerpastaen.
  4. Koble til kjøreenheten og indikatoren for belastningsmåler. Slå på strømmen. Bruk en belastningsmåler montert på den midtre overflaten av aluminiumsstangen i den faste enden for å måle belastningsendringene.
  5. Fest standardvekten til den frie enden av cantileverstrålen for å kontrollere den konsentrerte kraftinngangen. Les dataene ved hjelp av en konvensjonell indikator for belastningsmåler med en tilkoblingsmetode for kvartbro.
  6. Skift ut belastningsmåleren med ABS- og nylonforsterkere på samme sted.
  7. Fest PDMS-objektivet på smarttelefonkameraet med en 8-megapikselsensor i fokusavstand på 29 mm. Juster kameraets brennvidde til et klart bilde er oppnådd. Les forskyvningen av pekeren ved hjelp av PDMS-mikroskopet.
  8. Gjenta trinn 3.5 og 3.6, sett lasten til 1 N, 2 N, 3 N, 4 N og 5 N hver gang.

4. Begrenset elementanalyse

  1. Etablere 3D begrensede element modeller av nylon og ABS deler for belastning måling (se Tabell av materialer for programvare som brukes). Importer cantilever strålen og forsterkningsmekanismen til materialbiblioteket til programvaren og simulere plasseringsposisjonene.
  2. Analyser de mekaniske egenskapene til forsterkermekanismepekeren under virkningen av en cantilever bjelke.
  3. Generer masker for bruk i 3D geometriske modeller ved hjelp av tetrahedral elementer med en fin elementstørrelse. Finjuster flexure hengslene, spesielt hengslet mellom pekeren og de andre kroppene.
    MERK: Den unge elastisitetens unge moduli som brukes til aluminium, nylon og ABS var henholdsvis 69 GPa, 2 GPa og 2,3 GPa. Poisson-forholdene som brukes til aluminium, nylon og ABS var henholdsvis 0,33, 0,44 og 0,394.
  4. Påfør en konsentrert kraft på 1 N til midten av den frie enden av den cantilever strålen. Gjenta med 2 N, 3 N, 4 N og 5 N.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Når plattformtemperaturen økte, reduserte dråpediameteren og krumningsradiusen, mens kontaktvinkelen økte (figur 3). Derfor økte brennvidden av PDMS. Men for plattformtemperaturer over 220 °C ble det observert en svært kort herdingstid i dråpene, og de kunne ikke strekke seg inn i en flykonveksform. Dette kan tilskrives det lave festeområdet når du fortsetter på et smarttelefonkamera. Derfor ble bare myke linser dannet ved 220 °C brukt som forstørrelsesglass i alle tester. Brennvidden på PDMS-objektivet var 7,16 mm for en optisk effekt på 140 m-1. Dråpediameteren var 2,831 mm og maksimal kjeglevinkel var 46,68 °, noe som ga en numerisk blenderåpning (NA) på ca. 0,40, nær en 20x forstørrelse. Objektivgruppens brennvidde kan beregnes som f1 × f2 / (f1 + f2 - s),hvor f1 er brennvidden til PDMS-objektivet, f2 er brennvidden til kameralinsen, og s er avstanden mellom dem. Forutsatt s = 0, var den effektive fokusavstanden til PDMS-mikroskopet 5,74 mm.

Kalibreringen mellom kontrollgruppen og testgruppen ble gjort ved hjelp av målefølsomheten K, uttrykt som K = ε/lp, hvor ε er belastningen som oppnås av belastningsindikatoren og ➞lp er utdataene på pekeren. Figur 4A viser sammenligningen av eksperimentell forskyvningsmåling med FEA-simuleringene for nylon. De eksperimentelle og FEA bakkene varierte fra 0.027−0.097 (2,74%−9,36%). Figur 4B viser minimums- og maksimumsavvikmellom bakkene for ABS på 0,026 og 0,07 (3,85 % og 9,94 %). Figur 5 viser K for nylon og ABS. Studien fant at Knylon = 36,55 ± 0,53 με/μm og KABS = 36,03 ± 1,34 με/μm.

Figure 1
Figur 1: Eksperimentelt testoppsett, inkludert den forbedrede 3D-skriveren, en indikator for belastningsmåler, en kjøreenhet, en støtteramme, en aluminiumsstang, et PDMS-objektiv, en smarttelefon, vekter, en trykt forsterker og en belastningsmåler. Vennligst klikk her for å vise en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: Detaljer om den tofasede fastflytende 3D-skriveren. Vennligst klikk her for å vise en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: Dråpediameter, krumningsradius og kontaktvinkel på PDMS-objektivet ved forskjellige temperaturer. Vennligst klikk her for å vise en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4: Forholdet mellom forskyvningen av pekeren og de forskjellige konsentrerte kreftene for henholdsvis nylon og ABS. Med de samme parametrene til den forbedrede 3D-skriveren ble fem nylonforsterkere (a–e) og fem ABS-forsterkere (a–e) skrevet ut. Testen for hver gruppe ble gjentatt ti ganger. Vennligst klikk her for å vise en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5: Korrelasjon mellom forskyvningog belastning for nylon og ABS. Bokstavene representerer de fem prøvene for hvert materiale. Følsomheten K av nylon og ABS ble oppnådd ved å snitte de fem bakkene. Vennligst klikk her for å vise en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Utgangsforskyvningen utviklet seg lineært med kraften konsentrert i den frie enden av cantilever strålen og var i samsvar med FEA-simuleringene. Følsomheten til forsterkere var 36,55 ± 0,53 με/μm for nylon og 36,03 ± 1,34 με/μm for ABS. Den stabile følsomheten bekreftet gjennomførbarheten og effektiviteten av den raske prototypingen av høypresisjonssensorer ved hjelp av 3D-utskrift. Forsterkere hadde høy følsomhet og var fri for elektromagnetisk interferens. I tillegg hadde de en enkel struktur, et lite volum og en lav vekt. Ulike materialer må angis annerledes i utskriftsprosessen basert på flere variabler, inkludert lagtykkelsen, dysediameteren og matehastigheten. De spesifikke verdiene må kombineres med forskjellige skriverparametere og bestemmes etter gjentatte feilsøkingstrinn. Denne fleksible produksjonsmetoden gjør det mulig å endre materialet og størrelsen umiddelbart i henhold til de faktiske arbeidsforholdene. Dette kan øke ytelsen ved å legge til elektrisk isolasjon og gjøre den eksplosjonssikker. Det muliggjør miniatyrisering, tilpasset produksjon og bruk av høypresisjons forskyvningssensorer.

For å få et 5,74 mm makrobilde besto linsegruppen av et PDMS-objektiv og et smarttelefonkamera. De grunnleggende parametrene som påvirker den optiske kvaliteten på PDMS-linsedannelsen, inkludert kontaktoverflatediameteren, krumningsradiusen og kontaktvinkelen, ble bestemt av temperaturen på produksjonsplattformen og løsningsvolumet for en konstant fallhøyde. Temperaturen ble nøyaktig kontrollert av en kokeplate og ikke-kontakt infrarøde termometre. Løsningsvolumet var 50 μL per dråpe gjennom plastdysen. Kameraet måtte tørkes med alkohol for å fjerne urenheter som støv for å sikre at PDMS-objektivet festet seg tett for å øke den kombinerte tiden og skarpheten. Ved å justere parametrene til instrumentene og løsningene som brukes, kan systemet tilpasses ulike mikromålinger som ikke er i kontakt på ulike felt.

Den raske produksjonen av sensoren ble oppnådd ved hjelp av to-hulromsstrukturen til det sfæriske ekstruderingshodet og en-maskindannelsen av et tofaset fastflytende materiale. Utskriftsspolebeholderen ble brukt til å introdusere en solid ledning, og forsterkeren ble trykket av varm smelting av metallmunnstykket. PDMS-beholderen var laget av et mykt materiale og inneholdt en blandet PDMS-løsning. Løsningen ble nøyaktig presset ut fra plastdysen. Denne teknologien kan også brukes på produksjon av strukturelle mikrosfærematerialer på ulike felt, inkludert elektronikk, biofarmasi, energi og forsvarssektorer.

Dette arbeidet demonstrerte et sanntids belastningsmålingssystem med en forsterker, et PDMS-objektiv og en smarttelefon som kan erstatte den tradisjonelle komplekse belastningsmålermåler-måler-brotestmetoden. I tillegg vises en tofaset fastflytende 3D-skriver med høy presisjon, lave kostnader og en rask repeterende produksjon. Under solid utskrift ble tykkelsen på nylonlaget satt til 0,05 mm, dysetemperaturen var 220 °C, utskriftshastigheten var 2000 mm/min. Tykkelsen på ABS-laget var 0,2 mm, dysetemperaturen var 100 °C, og utskriftshastigheten var 3500 mm/min. Utskriftsparametrene må kombineres med smeltehastighet, temperatur og viskolastisitet for å oppnå best mulig utskriftsytelse; nøyaktigheten, mateserien og utskriftshastigheten må også vurderes. Under væskeutskrift måtte PDMS ha et vektforhold på 10:1 av forløperløsning og herdemiddel, og hengende dråpehøyde ble festet til 20 mm, som kontrollerte støpehastigheten til linsen i 60 s. Høytemperaturplattformen var laget av glass, og temperaturen ble kontrollert av en kokeplate og et ikke-kontakt infrarødt strålingstermometer. De geometriske parametrene til linsen varierte sterkt med overflatetemperaturene testet (140 °C, 160 °C, 180 °C, 200 °C, 220 °C og 240 °C). De optiske egenskapene til PDMS-objektivet støpt ved 220 °C med 50 μL oppløsning ga de beste resultatene i målesystemet som er utformet. Det er mulig å produsere individualiserte linser med forskjellige optiske egenskaper og størrelser ved å justere løsningsforholdet, volumet, støpingstemperaturen og hengende høyde. Det brede spekteret av applikasjoner knyttet til mikrostrukturdeformasjon som kan måles ved denne metoden er bundet til å øke.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer ingen motstridende interesser.

Acknowledgments

Dette arbeidet ble økonomisk støttet av National Science Foundation of China (Grant No. 51805009).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
ABS Hengli dejian plastic electrical products factory Used for printing 1.75 mm diameter wire for amplifying mechanism
Aluminum 6063 T83 bar The length, width and thickness of cantilever beam are 380 mm, 51 mm, and 3.8 mm.
ANSYS ANSYS ANSYS 14.5
CURA Ultimaker Cura 3.0 Slicing softare,using with the improved 3D printer
Curing agent Dow Corning PDMS and curing agent are mixed with the weight ratio of 10:1
Driving device Xinmingtian E00
Improved 3D printer and accessories Made by myself. The rotary spherical lifting platform is adopted. The spherical lifting platform is equipped with a nozzle and a pipette, which can be switched and printed freely. With a rotary printing platform, the platform temperature can be freely controlled.
iPhone 6 Apple MG4A2CH/A 8-megapixel sensor and the equivalent focus distance is 29mm
Magenetic stirrer SCILOGEX MS-H280-Pro
Nylon Hengli dejian plastic electrical products factory Used for printing 1.75 mm diameter wire for amplifying mechanism
PDMS Dow Corning SYLGARDDC184 After the viscous mixture is heated and hardened, it can be combined with the lens amplification device of the mobile phone for image acquisition.
Shape analyzer Gltech SURFIEW 4000
Solidworks Dassault Systems Solidworks 2017 Assist to modelling
VISHAY strain gauge Vishay Used to measure the strain produced in the experiment.
VISHAY strain gauge indicator Vishay Strain data acquisition.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Laramore, D., Walter, W., Bahadori, A. Design of a micro-nuclear-mechanical system for strain measurement. Radiation Physics and Chemistry. 155 (8), 209-212 (2019).
  2. Hu, D., Song, B., Dang, L., Zhang, Z. Effect of strain rate on mechanical properties of the bamboo material under quasi-static and dynamic loading condition. Composite Structures. 200 (4), 635-646 (2018).
  3. Mattana, G., Briand, D. Recent advances in printed sensors on foil. Materials Today. 19 (2), 88-99 (2016).
  4. Laramore, D., McNeil, W., Bahadori, A. A. Design of a micro-nuclear-mechanical system for strain measurement. Radiation Physics and Chemistry. 281, 258-263 (2018).
  5. Enser, H., Sell, J. K., Hilber, W., Jakoby, B. Printed strain sensors in organic coatings: In depth analysis of sensor signal effects. Sensors and Actuators A: Physical. 19 (2), 88-99 (2016).
  6. Kelb, C., Reithmeier, E., Roth, B. Foil-integrated 2D Optical Strain Sensors. Procedia Technology. 15, 710-715 (2014).
  7. Osborn, W., Friedman, L. H., Vaudin, M. Strain measurement of 3D structured nanodevices by EBSD. Ultramicroscopy. 184, 88 (2018).
  8. Liu, F., Guo, C., Xin, R., Wu, G., Liu, Q. Evaluation of the reliability of twin variant analysis in Mg alloys by in situ EBSD technique. Journal of Magnesium and Alloys. 150 (4), 184-198 (2019).
  9. Lin, X., Zhang, H., Guo, Z., Chang, T. Strain engineering of friction between graphene layers. Journal of Tribology International. 131 (8), 686-693 (2019).
  10. Shingo, O. Long-range measurement of Rayleigh scatter signature beyond laser coherence length based on coherent optical frequency domain reflectometry. Journal of Optics Express. 24 (17), 19651 (2016).
  11. Davis, C., Tejedor, S., Grabovac, I., Kopczyk, J., Nuyens, T. High-Strain Fiber Bragg Gratings for Structural Fatigue Testing of Military Aircraft. Journal of Photonic Sensors. 2 (3), 215-224 (2012).
  12. Peng, J., Jia, S., Jin, Y., Xu, S., Xu, Z. Design and investigation of a sensitivity-enhanced fiber Bragg Grating sensor for micro-strain measurement. Journal of Sensors and Actuators. 285, 437-447 (2019).
  13. Hong, C. Y., Zhang, Y. F., Yang, Y. Y., Yuan, Y. An FBG based displacement transducer for small soil deformation measurement. Sensors and Actuators A: Physical. 286, 35-42 (2019).
  14. Sánchez, D. Z., Gresil, M., Soutis, C. Distributed internal strain measurement during composite manufacturing using optical fibre sensors. Composites Science and Technology. 120, 49-57 (2015).
  15. Castillo, D. R., Allen, T., Henry, R., Giffith, M., Ingham, J. Digital image correlation (DIC) for measurement of strains and displacements in coarse, low volume-fraction FRP composites used in civil infrastructure. Composite Structures. 212 (10), 43-57 (2019).
  16. Badadani, V., Sriranga, T. S., Srivatsa, S. R. Analysis of Uncertainty in Digital Image Correlation Technique for Strain Measurement. Materials Today: Proceedings. 5 (10), 20912-20919 (2018).
  17. Gao, C., Zhang, Z., Amirmaleki, M., Tam, J., Sun, Y. Local strain mapping of GO nanosheets under in situ TEM tensile testing. Applied Materials Today. 14, 102-107 (2018).
  18. Chine, C. H., Su, T. H., Huang, C. J., Chao, Y. J. Application of digital image correlation (DIC) to sloshing liquids. Optics and Lasers in Engineering. 115, 42-52 (2019).
  19. Zhang, F., Chen, Z., Zhong, S., Chen, H., Wang, H. W. Strain measurement of particle reinforced composites at microscale: an approach towards concurrent characterization of strain and microstructure. Micron. , (2019).
  20. Vogel, J. H., Lee, D. An automated two-view method for determining strain distributions on deformed surfaces. Journal of Materials Shaping Technology. 6 (4), 205-216 (1988).
  21. Zymelka, D., Yamashita, T., Takamatsu, S., Kobayashi, T. Thin-film flexible sensor for omnidirectional strain measurements. Journal of Sensors and Actuators. 263, 391-397 (2017).
  22. Li, R., Zhang, K., Cai, L., Chen, G., He, M. Highly stretchable ionic conducting hydrogels for strain/tactile sensors. Polymer. 167 (12), 154-158 (2019).
  23. Liu, H., Macqueen, L. A., Usprech, J. F., Maleki, H. Microdevice arrays with strain sensors for 3D mechanical stimulation and monitoring of engineered tissues. Biomaterials. 172, 30-40 (2018).
  24. Bolotin, K. I., Sikes, K. J., Jiang, Z., Stormer, H. L. Ultrahigh electron mobility in suspended Graphene. Solid State Communications. 146 (9-10), 351-355 (2008).
  25. Smith, A. D., et al. Electromechanical piezoresistive sensing in suspended graphene membranes. Nano Letters. 13 (7), 3237-3242 (2013).
  26. Zhao, J., Wang, G., Yang, R., Lu, X., Cheng, M. Tunable piezoresistivity of nanographene films for strain sensing. ACS Nano. 9 (2), 1622-1629 (2015).
  27. Bae, S. H., Lee, Y. B., Sharma, B. K. Graphene-based transparent strain sensor. Carbon. 51, 236-242 (2013).
  28. Boland, C. S., Khan, U. Sensitive electromechanical sensors using viscoelastic graphene polymer nanocomposites. Science. 354 (6317), 1257-1260 (2016).
  29. Sung, Y. L., Jeang, J., Lee, C. H., Shih, W. C. Fabricating optical lenses by inkjet printing and heat-assisted in situ curing of polydimethylsiloxane for smartphone microscopy. Journal of Biomedical Optics. 20 (4), 047005 (2015).

Tags

Engineering Utgave 155 mikroskopisk observasjon forsterker PDMS-linse belastningsmåling 3D-utskriftsteknologi sfærisk ekstruderingshode
Produksjon av en belastningsmålingsenhet med en forbedret 3D-skriver
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Du, Q., Wu, W., Xiang, H. Production More

Du, Q., Wu, W., Xiang, H. Production of a Strain-Measuring Device with an Improved 3D Printer. J. Vis. Exp. (155), e60177, doi:10.3791/60177 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter