Ce travail présente un capteur de mesure de contrainte composé d'un mécanisme d'amplification et d'un microscope polydiméthylsiloxane fabriqué à l'aide d'une imprimante 3D améliorée.
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Article de méthode
Ce travail présente un capteur de mesure de contrainte composé d'un mécanisme d'amplification et d'un microscope polydiméthylsiloxane fabriqué à l'aide d'une imprimante 3D améliorée.
Un capteur traditionnel de mesure de la souche doit être électrifié et sensible aux interférences électromagnétiques. Afin de résoudre les fluctuations du signal électrique analogique dans une opération traditionnelle de jauge de contrainte, une nouvelle méthode de mesure de contrainte est présentée ici. Il utilise une technique photographique pour afficher le changement de contrainte en amplifiant le changement du déplacement du pointeur du mécanisme. Un objectif visuel de polydiméthylsiloxane (PDMS) d'une longueur focale de 7,16 mm a été ajouté à une caméra pour smartphone afin de générer un groupe d'objectifs agissant comme un microscope pour capturer des images. Il avait une longueur focale équivalente de 5,74 mm. Styrène butadène acrylonitrile (ABS) et amplificateurs en nylon ont été utilisés pour tester l'influence de différents matériaux sur les performances du capteur. La production des amplificateurs et de l'objectif PDMS est basée sur une technologie d'impression 3D améliorée. Les données obtenues ont été comparées aux résultats de l'analyse des éléments finis (AFE) pour vérifier leur validité. La sensibilité de l'amplificateur ABS était de 36,03 à 1,34 m, et la sensibilité de l'amplificateur en nylon était de 36,55 à 0,53 m.
L'obtention de matériaux légers mais solides est particulièrement importante dans l'industrie moderne. Les propriétés des matériaux sont affectées lorsqu'ils sont soumis au stress, à la pression, à la torsion et aux vibrations de flexion pendant l'utilisation1,2. Ainsi, la mesure de la souche des matériaux est importante pour analyser leur durabilité et leur utilisation de dépannage. Ces mesures permettent aux ingénieurs d'analyser la durabilité des matériaux et les problèmes de production de dépannage. La méthode de mesure de contrainte la plus courante dans l'industrie utilise des capteurs de contrainte
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1. Assemblage du mécanisme d'amplification
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Lorsque la température de la plate-forme augmentait, le diamètre de la gouttelette et le rayon de courbure diminuaient, tandis que l'angle de contact augmentait (figure 3). Par conséquent, la longueur focale du PDMS a augmenté. Cependant, pour les températures de la plate-forme au-dessus de 220 oC, un temps de durcissement très court a été observé dans les gouttelettes, et elles ne pouvaient pas s'étendre dans une forme de plan-convexe. Cela peut être attribué à la zone de faible attachement.......
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Le déplacement de sortie a évolué linéairement avec la force concentrée à l'extrémité libre du faisceau en porte-à-faux et était compatible avec les simulations FEA. La sensibilité des amplificateurs était de 36,55 à 0,53 m pour le nylon et de 36,03 à 1,34 m pour l'ABS. La sensibilité stable a confirmé la faisabilité et l'efficacité du prototypage rapide des capteurs de haute précision à l'aide de l'impression 3D. Les amplificateurs avaient une sensibilité élevée et étaient exempts d'interférence électromagnétique. En ou.......
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Les auteurs ne déclarent pas d'intérêts contradictoires.
Ce travail a été soutenu financièrement par la National Science Foundation of China (Grant No. 51805009).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Usine | produits électriques en plastique ABS Hengli dejian | Utilisé pour l’impression de fil de 1,75 mm de diamètre pour le mécanisme d’amplification | |
| Aluminium 6063 T83 bar | La longueur, la largeur et l’épaisseur de la poutre en porte-à-faux sont de 380 mm, 51 mm et 3,8 mm. | ||
| ANSYS | ANSYS | ANSYS 14.5 | |
| CURA | Ultimaker | Cura 3.0 | Slicing softare, en utilisant avec l’imprimante 3D améliorée |
| L’agent de durcissement | Dow Corning | PDMS et l’agent de durcissement sont mélangés avec le rapport de poids de 10 : 1 | |
| Dispositif de conduite | Xinmingtian | E00 | |
| Imprimante 3D améliorée et accessoires | Fabriqué par moi-même. La plate-forme élévatrice sphérique rotative est adoptée. La plate-forme élévatrice sphérique est équipée d’une buse et d’une pipette, qui peuvent être commutées et imprimées librement. Avec une plate-forme d’impression rotative, la température de la plate-forme peut être librement contrôlée. | ||
| iPhone 6 | Capteur Apple | MG4A2CH/A | de 8 mégapixels et la distance de mise au point équivalente est de 29 mm |
| Agitateur Magenetic | SCILOGEX | MS-H280-Pro | |
| Nylon | Hengli dejian usine de produits électriques en plastique Utilisé | pour l’impression Fil de 1,75 mm de diamètre pour le mécanisme d’amplification | |
| PDMS | Dow Corning | SYLGARDDC184 | Une fois que le mélange visqueux est chauffé et durci, il peut être combiné avec le dispositif d’amplification de l’objectif du téléphone portable pour l’acquisition d’images. |
| Analyseur de forme | Gltech | SURFIEW 4000 | |
| Solidworks | Dassault Systems | Solidworks 2017 | Aide à la modélisation |
| VISHAY jauge de contrainte | Vishay | Utilisé pour mesurer la déformation produite dans l’expérience. | |
| Indicateur de jauge de contrainte VISHAY Acquisition | des | données de déformation Vishay. |
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