Waiting
Traitement de la connexion…

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

Engineering

Produktion af en strain-måleenhed med en forbedret 3D-printer

Published: January 30, 2020 doi: 10.3791/60177

Summary

Dette arbejde præsenterer en stamme målesensor bestående af en forstærkning mekanisme og en polydimethylsiloxanmikroskop fremstillet ved hjælp af en forbedret 3D-printer.

Abstract

En traditionel stammemålingssensor skal elektrificeres og er modtagelig for elektromagnetisk interferens. For at løse udsvingene i det analoge elektriske signal i en traditionel belastningsmåleroperation præsenteres her en ny stammemålingsmetode. Det bruger en fotografisk teknik til at vise stammen ændring ved at forstærke ændringen af markøren forskydning af mekanismen. En visuel polydimethylsiloxan (PDMS) linse med en brændvidde på 7,16 mm blev tilføjet til en smartphone kamera til at generere en linse gruppe fungerer som et mikroskop til at tage billeder. Det havde en tilsvarende brændvidde på 5,74 mm. Acrylonitrile butadiene styren (ABS) og nylon forstærkere blev brugt til at teste indflydelsen af forskellige materialer på sensoren ydeevne. Produktionen af forstærkere og PDMS linse er baseret på forbedret 3D-print teknologi. De opnåede data blev sammenlignet med resultaterne fra analyse af finite element (FEA) for at kontrollere deres gyldighed. ABS-forstærkerens følsomhed var 36,03 ± 1,34 με/μm, og nylonforstærkerens følsomhed var 36,55 ± 0,53 με/μm.

Introduction

Det er særlig vigtigt at få lette, men stærke materialer i moderne industri. Materialernes egenskaber påvirkes, når de udsættes for stress, tryk, torsion og bøjningsvibrationer under brug1,2. Således stamme måling af materialer er vigtigt at analysere deres holdbarhed og fejlfinding brug. Sådanne målinger gør det muligt for ingeniører at analysere holdbarheden af materialer og foretage fejlfinding af produktionsproblemer. Den mest almindelige belastningsmålingsmetode i industrien bruger stammesensorer3. Traditionelle folie sensorer er meget udbredt på grund af deres lave omkostninger og god pålidelighed4. De måler ændringerne i elektriske signaler og konverterer dem til forskellige udgangssignaler5,6. Denne metode udelader dog detaljerne i stammeprofilen i det målte objekt og er modtagelig for støj fra vibrationel elektromagnetisk interferens med analoge signaler. Udvikling af nøjagtige, meget repeterbare og nemme materialestammemålemetoder er vigtigt inden for teknik. Der undersøges således andre metoder.

I de senere år har nanomaterialer fået stor interesse fra efterforskere. For at måle belastningen på små genstande foreslog Osborn et al.7,8 en metode til at måle stammen af 3D-nanomaterialer ved hjælp af elektronbackscatter (EBSD). Ved hjælp af molekylær dynamik undersøgte Lina et al.9 grafens mellemlagsfriktionsstammeteknik. Distribuerede optiske fiber stamme målinger ved hjælp af Rayleigh backscatter spektroskopi (RBS) har været meget udbredt i fejldetektering og til evaluering af optiske enheder på grund af deres høje rumlige opløsning og følsomhed10. Rist fiberoptiske (FBG)11,12 distribuerede stamme sensorer har været meget anvendt til højpræcisions stamme måling13 for deres følsomhed over for temperatur og belastning. For at overvåge belastningsændringer forårsaget af hærdning efter harpiksinjektion, indembeddede Sanchez et al.14 en fiberoptisk sensor i en epoxykulfiberplade og målte hele belastningsprocessen. Differentialinterferenskontrast (DIC) er en effektiv målemetode for feltdeformationen15,16, 17, som er almindeligt anvendt , samt18. Ved at sammenligne ændringerne af målte overfladegrå niveauer i de indsamlede billeder analyseres deformationen, og stammen beregnes. Zhang et al.19 foreslog en metode, der bygger på indførelsen af forstærkede partikler og DIC-billeder til at udvikle sig fra traditionelle DIC. Vogel og Lee20 beregnede belastningsværdier ved hjælp af en automatisk tovisningsmetode. I de senere år har dette gjort det muligt samtidig mikrostrukturobservation og strain measurement i partikelforstærkede kompositter. Traditionelle stammesensorer måler kun effektivt belastning i én retning. Zymelka et al.21 foreslog en retningsbestemt fleksibel stammesensor, der forbedrer en traditionel strain gauge metode ved at opdage ændringer i sensorenmodstand. Det er også muligt at måle stamme ved hjælp af biologiske eller kemiske stoffer. For eksempel er ioniske ledende hydrogeler et effektivt alternativ til stamme/taktile sensorer på grund af deres gode trækegenskaber og høj følsomhed22,23. Graphene og dens kompositter har fremragende mekaniske egenskaber og giver en høj bæremobilitet sammen med god piezoresistivitet24,25,26. Derfor har grafen-baserede stamme sensorer været meget udbredt i elektronisk overvågning af hudens sundhed, bærbar elektronik, og andre felter27,28.

I dette arbejde præsenteres en konceptuel stammemåling ved hjælp af et polydimethylsiloxan (PDMS) mikroskop og et forstærkningssystem. Enheden er forskellig fra en traditionel belastningsmåler, fordi den ikke kræver ledninger eller elektriske forbindelser. Desuden kan forskydning observeres direkte. Forstærkningsmekanismen kan placeres når som helst på det testede objekt, hvilket i høj grad øger repeterbarheden af målingerne. I denne undersøgelse blev der foretaget en sensor og en stammeforstærker af 3D-printteknologi. Vi har først forbedret 3D-printeren for at øge effektiviteten af vores krav. En sfærisk ekstruderingsanordning var designet til at erstatte den traditionelle enkeltmaterialeekstruder, der kontrolleres af udskæringssoftwaren, for at fuldføre omdannelsen af metal- og plastdyserne. Den tilsvarende støbning platform blev ændret, og forskydning-sensing enhed (forstærker) og læseanordning (PDMS mikroskop) blev integreret.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Samling af forstærkningsmekanismen

  1. Konstruere en eksperimentel platform, herunder en forbedret 3D-printer, en stamme målerindikator, en drivende enhed, en støtte ramme, en aluminium bar, en PDMS linse, en smartphone, vægte, en trykt forstærker (Supplerende Figur 1), og en stamme gauge, som vist i figur 1.
  2. Indstil højden af hvert lag i printeren til 0,05 mm for nylon og 0,2 mm for ABS. Indstil trykhovedets diameter til 0,2 mm i begge tilfælde. Indstil dysens temperatur til 220 °C for nylon og 100 °C for ABS. Endelig skal du indstille udskrivningshastigheden til 2.000 mm/min for nylon og 3.500 mm/min for ABS.
  3. Juster retningen af det sfæriske ekstruderingshoved, så metaldysen vender ud mod lavtemperaturplatformen og udskriver en kontur for at sikre en normal ekstrudering, som vist i figur 2.
  4. Hæng nylon og ABS på kolonnen. Den forreste ende skal komme ind i trykspolebeholderen, der skal smeltes af metaldysen.

2. Samling af PDMS mikroskop

  1. Ved hjælp af en magnetisk omrører blandes PDMS-prækursoren og hærdningsmidlet for at opnå et vægtforhold på 10:1.
  2. Hæld blandingen i degasseri 40 minutter for at fjerne bobler og hæld den afgassede blanding i PDMS beholderen i det sfæriske ekstruderingshoved.
  3. Drej det sfæriske ekstruderingshoved og platformen, så plastdysen vender mod højtemperaturplatformen.
  4. Indstil plastdysens forøgelse til 50 μL. Placer den nederste ende af pipettsanordningen 20 mm29 væk fra formen ved hjælp af dyserotationen og steppermotoren i Z-aksen.
  5. Tænd for varmepladen for at opvarme højtemperaturplatformen. Perronens temperatur styres af et infrarødt strålingstermometer, der ikke er kontaktløs.
    BEMÆRK: Denne undersøgelse testede temperaturer på 140 °C, 160 °C, 180 °C, 200 °C, 220 °C og 240 °C.
  6. Klem PDMS-beholderen for at udskrive PDMS-objektivet.
  7. Afkøl PDMS-linsen til stuetemperatur, og fjern den med gummipincenser.
  8. Bestemme de geometriske parametre for linsen, herunder kontaktvinkel, krumning radius, og dråbe diameter, ved hjælp af en tre-dimensionel form analysator.

3. Strain måling til lastning test i kontrol-og testgrupper

  1. Brug en bar lavet af aluminium 6063 T83 som cantilever stråle. Længden, bredden og tykkelsen af cantilever strålen skal være 380 mm x 51 mm x 3,8 mm, hhv. Fastgør den ene ende på operationsbordet med bolte og møtrikker.
  2. Tegn et kors i midten og 160 mm fra den frie ende af kantileverstrålen.
  3. For at fjerne oxidlaget på kantileverstrålen skal du polere dens overflade med fint sandpapir, før du indsætter. Sliberetningen skal være ca. 45° fra stammemålertrådnettets retning. Brug vat dyppet i acetone til at tørre overfladen af cantilever stråle og overfladen af stammen gauge pasta.
  4. Tilslut kørselsanordningen og belastningsmålerindikatoren. Tænd for strømmen. Brug en stammemåler monteret på aluminiumsstangens midteroverflade i sin faste ende for at måle belastningsændringerne.
  5. Fastgør standardvægten til den frie ende af kantileverstrålen for at styre den koncentrerede kraftindgang. Læs dataene ved hjælp af en konventionel belastningsmålerindikator med en kvartbrotilslutningsmetode.
  6. Udskift stammemåleren med ABS og nylonforstærkere på samme sted.
  7. Fastgør PDMS-objektivet på smartphonekameraet med en 8-megapixel sensor i fokusafstand på 29 mm. Juster kameraets brændvidde, indtil der er opnået et klart billede. Læs markørens forskydning ved hjælp af PDMS-mikroskopet.
  8. Gentag trin 3.5 og 3.6, og indstille belastningen til 1 N, 2 N, 3 N, 4 N og 5 N hver gang.

4. Finite element analyse

  1. Etablere 3D finite element modeller af nylon og ABS dele til stamme måling (se Tabel over materialer til anvendte software). Importer cantilever strålen og forstærkende mekanisme i materialet biblioteket af softwaren og simulere deres placering positioner.
  2. Analysere de mekaniske egenskaber af forstærkende mekanisme pointer under virkning af en cantilever stråle.
  3. Generér masker til brug i 3D geometriske modeller ved hjælp af tetrahedrale elementer med en fin elementstørrelse. Forfine flexure hængsler, især hængslet mellem markøren og de andre organer.
    BEMÆRK: Den unge moduli af elasticitet, der anvendes til aluminium, nylon, og ABS var 69 GPa, 2 GPa, og 2,3 GPa, henholdsvis. Poisson-forholdet, der anvendes til henholdsvis aluminium, nylon og ABS, var henholdsvis 0,33, 0,44 og 0,394.
  4. Påfør en koncentreret kraft på 1 N til midten af den frie ende af cantilever strålen. Gentag med 2 N, 3 N, 4 N og 5 N.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Når perrontemperaturen steg, faldt dråbediameteren og krumningsradius, mens kontaktvinklen steg (figur 3). Derfor steg PDMS's brændvidde. For perrontemperaturer over 220 °C blev der imidlertid observeret en meget kort hærdningstid i dråberne, og de kunne ikke strække sig ind i en plankonveks form. Dette kan tilskrives det lave fastgørelsesområde, når du overholder et smartphonekamera. Derfor blev kun bløde linser dannet ved 220 °C anvendt som forstørrelsesglas i alle test. PDMS-objektivets brændvidde var 7,16 mm for en optisk effekt på 140 m-1. Dråbediameteren var 2,831 mm, og den maksimale keglevinkel var 46,68°, hvilket gav en numerisk blændeåbning (NA) på ca. 0,40, tæt på en 20x forstørrelse. Brændvidden af linsen gruppen kan beregnes som f1 × f2 / (f1 + f2 - s), hvor f1 er brændvidden af PDMS linse, f2 er brændvidden af kameralinsen, og s er afstanden mellem dem. Forudsat s = 0, den effektive fokuseringsafstand af PDMS mikroskop var 5,74 mm.

Kalibreringen mellem kontrolgruppen og testgruppen blev udført ved hjælp af målefølsomheden K, udtrykt som K = ε//lp, hvor ε er den stamme, der opnås ved stammeindikatoren, og ▲lp er markørens output. Figur 4A viser sammenligningen af den eksperimentelle forskydningsmåling med FEA simuleringer til nylon. De eksperimentelle og FEA-skråninger varierede fra 0,027−0,097 (2,74%-9,36%). Figur 4B viser de mindste og maksimale forskelle mellem skråningerne for ABS på 0,026 og 0,07 (3,85 % og 9,94 %). Figur 5 viser K for nylon og ABS. Undersøgelsen viste, at Knylon = 36,55 ± 0,53 με/μm og KABS = 36,03 ± 1,34 με/μm.

Figure 1
Figur 1: Eksperimentel testopsætning, herunder den forbedrede 3D-printer, en belastningsmålerindikator, en drivende enhed, en støtteramme, en aluminiumsbar, en PDMS-linse, en smartphone, vægte, en trykt forstærker og en belastningsmåler. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 2
Figur 2: Nærmere oplysninger om den tofasede solidevæske 3D-printer. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 3
Figur 3: Dråbediameter, krumningsradius og kontaktvinkel på PDMS-objektivet ved forskellige temperaturer. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 4
Figur 4: Forholdet mellem forskydningen af markøren og de forskellige koncentrerede kræfter til henholdsvis nylon og ABS. Med de samme parametre for den forbedrede 3D-printer blev der trykt fem nylonforstærkere (a-e) og fem ABS-forstærkere (a-e). Testen for hver gruppe blev gentaget ti gange. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 5
Figur 5: Korrelation mellem forskydningen og stammen for nylon og ABS. Bogstaverne a-e repræsenterer de fem prøver for hvert materiale. Følsomheden K af nylon og ABS blev opnået ved gennemsnit af de fem skråninger. Klik her for at se en større version af denne figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Udgangsforskydningen udviklede sig lineært med kraften koncentreret i den frie ende af cantilever strålen og var i overensstemmelse med FEA simuleringer. Forstærkeres følsomhed var 36,55 ± 0,53 με/μm for nylon og 36,03 ± 1,34 με/μm for ABS. Den stabile følsomhed bekræftede gennemførligheden og effektiviteten af den hurtige prototyping af højpræcisionssensorer ved hjælp af 3D-print. Forstærkere havde en høj følsomhed og var fri for elektromagnetisk interferens. Desuden havde de en simpel struktur, en lille volumen, og en lav vægt. Forskellige materialer skal indstilles forskelligt i udskrivningsprocessen baseret på flere variabler, herunder lagtykkelsen, dysediameteren og fremføringshastigheden. De specifikke værdier skal kombineres med forskellige printerparametre og bestemmes efter gentagne fejlfindingstrin. Denne fleksible produktionsmetode gør det muligt at ændre materialet og størrelsen med det samme i henhold til de faktiske arbejdsforhold. Dette kan øge ydeevnen ved at tilføje elektrisk isolering og gøre det eksplosionssikret. Det muliggør miniaturisering, tilpasset produktion og brug af højpræcisionsforskydningssensorer.

For at få en 5,74 mm makro skud, linsen gruppen bestod af en PDMS linse og en smartphone kamera. De grundlæggende parametre, der påvirkede PDMS-objektivdannelsens optiske kvalitet, herunder kontaktoverfladediameteren, krumningsradius og kontaktvinklen, blev bestemt af produktionsplatformens temperatur og opløsningsvolumenet for en konstant faldhøjde. Temperaturen blev præcist kontrolleret af en varmeplade og infrarøde termometre, der ikke er kontakt. Opløsningsvolumenet var 50 μL pr. dråbe gennem plastdysen. Kameraet skulle tørres med alkohol for at fjerne urenheder som støv for at sikre, at PDMS-objektivet holdt sig tæt for at øge den kombinerede tid og skarpheden. Ved at justere instrumenternes parametre og de anvendte løsninger kan systemet tilpasses til forskellige mikromålinger, der ikke er kontaktfyldt, på forskellige områder.

Den hurtige fremstilling af sensoren blev opnået ved hjælp af to-hulrum struktur af sfæriske ekstrudering hovedet og en-maskine dannelse af en to-faset fast flydende materiale. Trykspolebeholderen blev brugt til at indføre en fast tråd, og forstærkeren blev trykt ved varm smeltning af metaldysen. PDMS-beholderen var lavet af et blødt materiale og indeholdt en blandet PDMS-løsning. Opløsningen blev præcist presset ud fra plastikdysen. Denne teknologi kan også anvendes til fremstilling af strukturelle mikrosfærematerialer på forskellige områder, herunder elektronik, biofarmaceutiske produkter, energi og forsvarssektorer.

Dette arbejde viste et real-time stamme målesystem med en forstærker, en PDMS linse, og en smartphone, der kan erstatte den traditionelle komplekse stamme gauge-strain gauge-bro test metode. Derudover vises en tofaset solid-væske 3D-printer med høj præcision, lave omkostninger og en hurtig gentagen produktion. Under fast udskrivning blev nylonlagets tykkelse indstillet til 0,05 mm, dysetemperaturen var 220 °C, udskrivningshastigheden var 2.000 mm/min. Tykkelsen af ABS-laget var 0,2 mm, dysetemperaturen var 100 °C, og udskrivningshastigheden var 3.500 mm/min. Trykparametrene skal kombineres med den iboende smeltehastighed, temperatur og viskoelasticitet for at opnå den bedste udskrivningsydelse. printerenlagets nøjagtighed, fremføringsområde og udskrivningshastighed skal også tages i betragtning. Under væskeudskrivning, PDMS skulle have en vægt forhold på 10:1 af forløber opløsning og hærdning sand og hængende dråbehøjde blev fastgjort til 20 mm, som kontrollerede støbning sats af linsen i 60 s. Højtemperaturplatformen var lavet af glas, og dens temperatur blev kontrolleret af en varmeplade og et infrarødt strålingstermometer, der ikke er kontakt. Objektivets geometriske parametre varierede meget med de testede overfladetemperaturer (140 °C, 160 °C, 180 °C, 200 °C, 220 °C og 240 °C). De optiske egenskaber af PDMS linse støbt ved 220 °C med 50 μL opløsning produceret de bedste resultater i målesystemet designet. Det er muligt at fremstille individualiserede linser med forskellige optiske egenskaber og størrelser ved at justere løsningsforholdet, volumen, støbningstemperaturen og hængende højde. Den brede vifte af applikationer relateret til mikrostruktur deformation, der kan måles ved denne metode er forpligtet til at stige.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer ingen modstridende interesser.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet økonomisk af 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 mikroskopisk observation forstærker PDMS linse stammemåling 3D-printteknologi sfærisk ekstruderinghoved
Produktion af en strain-måleenhed med en forbedret 3D-printer
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