Bu çalışma, bir amplifikasyon mekanizması ve geliştirilmiş bir 3D yazıcı kullanılarak üretilen bir polidimelisiloksane mikroskop oluşan bir gerinim ölçüm sensörü sunar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Geliştirilmiş 3D Yazıcılı Gerinim Ölçüm Cihazı Üretimi
Bu makalede
Özet
Özet
Geleneksel bir gerinim ölçüm sensörü elektrikli olması gerekir ve elektromanyetik girişime duyarlıdır. Geleneksel bir gerinim ölçer operasyonunda analog elektrik sinyalindeki dalgalanmaları çözmek için burada yeni bir gerinim ölçüm yöntemi sunulmaktadır. Mekanizmanın işaretçi yer değiştirme değişikliğini güçlendirerek gerinim değişimini görüntülemek için bir fotoğraf tekniği kullanır. Odak uzaklığı 7,16 mm olan görsel polidimethylsiloxane (PDMS) lens, görüntüleri yakalamak için mikroskop görevi yapan bir lens grubu oluşturmak için akıllı telefon kamerasına eklendi. 5.74 mm. Akrilonitril bütadiene stiren (ABS) ve naylon amplifikatörlerin sensör performansı üzerindeki etkisini test etmek için eşdeğer odak uzaklığı vardı. Amplifikatörler ve PDMS lens üretimi geliştirilmiş 3D baskı teknolojisine dayanmaktadır. Elde edilen veriler, geçerliliklerini doğrulamak için sonlu elemanlar analizi (FEA) sonuçları ile karşılaştırıldı. ABS amplifikatörün hassasiyeti 36.03 ± 1.34 με/μm, naylon amplifikatörün hassasiyeti 36.55 ± 0.53 με/μm idi.
Giriş
Hafif ama güçlü malzemelerin elde edilmesi modern endüstride özellikle önemlidir. Malzemelerin özellikleri kullanım sırasında stres, basınç, burulma ve bükme titreşimine maruz kaldığında etkilenir1,2. Bu nedenle, malzemelerin gerinim ölçümü dayanıklılıklarını analiz etmek ve kullanımı gidermek için önemlidir. Bu tür ölçümler, mühendislerin malzemelerin dayanıklılığını analiz etmelerini ve üretim sorunlarını gidermelerini sağlar. Endüstride en yaygın gerinim ölçüm yöntemi gerinim sensörlerikullanır 3. Geleneksel folyo sensörler yaygın olarak düşük maliyet ve iyi güvenilirlik nedeniyle ku....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
1. Amplifikasyon mekanizmasının montajı
- Geliştirilmiş bir 3D yazıcı, bir gerinim göstergesi göstergesi, bir sürüş cihazı, destek çerçevesi, alüminyum çubuk, PDMS lens, akıllı telefon, ağırlıklar, baskılı amplifikatör(Ek Şekil 1) ve şekil 1'degösterildiği gibi bir gerinim ölçer içeren deneysel bir platform oluşturma .
- Yazıcıdaki her bir katmanın yüksekliğini naylon için 0,05 mm ve ABS için 0,2 mm olarak ayarlayın. Baskı kafasının çapını her iki durumda da 0,2 mm'ye ayarlayın. Nozulun sıcaklığını naylon için 220 °C'ye, ABS için 100 °C'ye ayarlayın. Son olarak, baskı hızını naylon için 2.000 mm/dk ve ABS ....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Platform sıcaklığı arttığında, damlacık çapı ve eğrilik yarıçapı azalırken, temas açısı artmıştır(Şekil 3). Bu nedenle, PDMS odak uzaklığı arttı. Ancak, 220 °C'nin üzerindeki platform sıcaklıkları için damlacıklarda çok kısa bir kürlenme süresi gözlendi ve düzlem-konveks şekline kadar uzanamadı. Bu, akıllı telefon kamerasına yapışırken düşük ek alanına atfedilebilir. Bu nedenle tüm testlerde sadece 220 °C'de oluşan yumuşak lensler magnifier olarak kullanılmıştır. PDMS lensin odak uzaklığı 14.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Çıkış deplasmanı, kantilever ışınının serbest ucunda yoğunlaşan kuvvetle doğrusal olarak gelişti ve FEA simülasyonları ile uyumluydu. Amplifikatörlerin hassasiyeti naylon için 36.55 ± 0.53 με/μm, ABS için 36.03 ± 1.34 με/μm idi. Kararlı hassasiyet, 3D baskı kullanarak yüksek hassasiyetli sensörlerin hızlı prototiplemefizliğini ve etkinliğini doğruladı. Amplifikatörler yüksek hassasiyete sahipti ve elektromanyetik parazitten arınmışlardı. Buna ek olarak, basit bir yapı, küçük bir hacim ve düşük bir ağırlık vardı. Katman k.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarlar çakışan bir çıkar beyan etmezler.
Teşekkürler
Bu çalışma, Çin Ulusal Bilim Vakfı (Hibe No. 51805009) tarafından mali olarak desteklenmiştir.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| ABS | Hengli dejian plastik elektrik ürünleri fabrikası | Amplifikatör mekanizması için 1,75 mm çapında tel yazdırmak için kullanılır | |
| Alüminyum 6063 T83 bar | Konsol kirişinin uzunluğu, genişliği ve kalınlığı 380 mm, 51 mm ve 3,8 mm'dir. | ||
| ANSYS | ANSYS | ANSYS 14.5 | |
| CURA | Ultimaker | Cura 3.0 | Dilimleme yazılımı, geliştirilmiş 3D yazıcı ile birlikte kullanılır |
| Kürleme maddesi | Dow Corning | PDMS ve kürleme maddesi 10: 1 ağırlık oranı ile karıştırılır | |
| Sürüş cihazı | Xinmingtian | E00 | |
| Geliştirilmiş 3D yazıcı ve aksesuarlar | Kendim yaptım. Döner küresel kaldırma platformu benimsenmiştir. Küresel kaldırma platformu, serbestçe değiştirilebilen ve yazdırılabilen bir nozul ve bir pipet ile donatılmıştır. Döner baskı platformu ile platform sıcaklığı serbestçe kontrol edilebilir. | ||
| iPhone 6 | Apple | MG4A2CH/A | 8 megapiksel sensör ve eşdeğer odak mesafesi 29 mm'dir |
| Magenetik karıştırıcı | SCILOGEX | MS-H280-Pro | |
| Naylon | Hengli dejian plastik elektrik ürünleri fabrikası | Amplifikatör mekanizması için 1,75 mm çapında tel yazdırmak için kullanılır | |
| PDMS | Dow Corning | SYLGARDDC184 | Viskoz karışım ısıtıldıktan ve sertleştirildikten sonra, görüntü elde etmek için cep telefonunun lens amplifikasyon cihazı ile birleştirilebilir. |
| Şekil analizörü | Gltech | SURFIEW 4000 | |
| Solidworks | Dassault Systems | Solidworks 2017 | Modellemeye yardımcı |
| olun VISHAY gerinim ölçer | Vishay | Deneyde üretilen gerinim ölçmek için kullanılır. | |
| VISHAY gerinim ölçer göstergesi | Vishay | Gerinim veri toplama. |
Kaynaklar
- 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).
- Hu, D., Song, B., Dang, L., Zhang, Z. Eff....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
