航空复杂构件的贴合型应力传感器的面曝光增材制作方法技术

本发明专利技术公开了航空复杂构件的贴合型应力传感器的面曝光增材制作方法，属于柔性传感器制造领域，传感器具有两层结构，包括柔性安装层和应力检测层。柔性安装层采用柔性树脂再不添加任何导电填料情况下，通过DLP打印成形，它的模型来自于航空复杂构件，根据航空复杂模型，通过3D扫描建立和模型具有相同的外形曲线的模型，满足贴合航空复杂结构的需求。应力检测层采用多材料，通过在柔性树脂中添加导电填料、稀释剂等多种材料，DLP打印成形，满足对航空复杂构件应力的检测；在应力检测层添加引线，由应力检测层覆有固化导电浆料处的两端引出，并连接至电阻测量装置上。本发明专利技术能够满足完美贴合航空复杂构件表面的同时，还可以检测应力。应力。应力。

【技术实现步骤摘要】
航空复杂构件的贴合型应力传感器的面曝光增材制作方法


[0001]本专利技术涉及柔性传感器制造领域，尤其涉及航空复杂构件的贴合型应力传感器的面曝光增材制作方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断进步，我国航空水平的不断发展，对于航空复杂构件的需求越来越大，而且对于复杂结构的表面精度以及能够承受的压力要求越来越严格，所以航空方面对于能够精准测试应力的传感器需求很大，但是由于航空结构通常伴有复杂结构，例如航空发动机叶片以及发动机壁等，传统的传感器无法完整的贴合到这些复杂结构的表面，所以无法准确的测得结构所受的应力。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了航空复杂构件的贴合型应力传感器的面曝光增材制作方法，方便更好的测量航空复杂结构的应力，并且能够完美的贴合航空复杂结构。
[0004]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0005]航空复杂构件的贴合型应力传感器的面曝光增材制作方法，应力传感器具有两层结构，包括柔性安装层和应力检测层；所述柔性安装层采用柔性树脂不添加任何导电填料，通过DLP打印成形，所述柔性安装层的模型来自于航空复杂构件，通过3D扫描建立和模型具有相同外形曲线的模型，满足贴合航空复杂结构的需求；所述应力检测层，其结构与柔性安装层三维模型外形曲线一致，在柔性树脂中添加导电填料、稀释剂多种材料，DLP打印成形，满足对航空复杂构件应力的检测；在应力检测层添加引线，由应力检测层覆有固化导电浆料处的两端引出，并连接至电阻测量装置上；包括以下步骤:r/>[0006]步骤S1、对航空复杂构件进行3D扫描，通过3D扫描建立和航空复杂模型具有相同的外形曲线的模型，满足贴合航空复杂结构的需求，然后建立柔性安装层的三维模型；
[0007]步骤S2、将柔性安装层三维模型导入DLP打印装置中，配置DLP3D打印的相关参数为：DLP紫外光源波长405nm、液槽超声清洗时间30s
‑
40s、风扇干燥温度20
‑
30℃，接着在装置中加入柔性树脂，进行柔性安装层的打印；
[0008]步骤S3、柔性安装层打印完成后，依次更换打印设备多功能平台至超声清洗工位、干燥工位以完成对打印零件的清洗、干燥；
[0009]步骤S4、通过柔性安装层建立应力检测层三维模型，然后将应力检测层三维模型导入DLP打印装置中，配置DLP3D打印的相关参数为：DLP紫外光源波长405nm、液槽超声清洗时间30s
‑
40s、风扇干燥温度20
‑
30℃，接着加入所述配置的混合基体，进行应力检测层的打印；
[0010]步骤S5、应力检测层打印完成后，依次更换打印设备多功能平台至超声清洗工位、干燥工位以完成对打印零件的清洗、干燥；
[0011]步骤S6、接下来进行引线操作，由所述应变传感器覆有固化导电浆料处的两端引出，并连接至电阻测量装置上。
[0012]进一步地，所述应力传感器柔性安装层采用柔性光敏树脂制造，厚度在1mm—2mm之间。
[0013]进一步地，所述应力传感器应力检测层采用复合材料制备而成，在柔性光敏树脂中添加多壁碳纳米管作为导电填料，加入TPO光引发剂、IBOM稀释剂、BYK163分散剂混合，超声搅拌30min后得到混合基体。
[0014]进一步地，所述应力传感器检测层，其结构与柔性安装层三维模型外形曲线一致，层厚增加打印厚度为2mm
‑
4mm之间。
[0015]进一步地，所述应力传感器的电阻值随所受应力变化而变化，且电阻的变化率与应力的大小成正比。
[0016]进一步地，DLP打印完成所述的应力传感器应力检测层后，依次更换打印设备多功能平台至超声清洗工位、干燥工位以完成对打印零件的清洗、干燥。
[0017]进一步地，DLP打印完成所述的应力传感器柔性安装层，依次更换打印设备多功能平台至超声清洗工位、干燥工位以完成对打印零件的清洗、干燥。
[0018]进一步地，所述应力检测层添加的引线是直径介于2μm
‑
2mm的铜、金、银导线，所述引线通过纳米银浆粘结于固化导电浆料处。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020](1)本专利技术提供的航空复杂构件的贴合型应力传感器的面曝光增材制作方法，采用3D扫描复杂结构，应力传感器与航空复杂结构具有相同的外形曲线，能够完美的贴合。
[0021](2)本专利技术提供的航空复杂构件的贴合型应力传感器的面曝光增材制作方法，测量应力范围大，性能稳定性好，可重复性好，灵敏度高，并且相比于传统传感器，应力传感器厚度大，有更好的耐用性。
[0022](3)本专利技术提供的航空复杂构件的贴合型应力传感器的面曝光增材制作方法，采用双层结构，可进行拆卸，有良好的互换性。
附图说明
[0023]图1为本专利技术流程图；
[0024]图2为涡轮叶片结构三维模型图；
[0025]图3为风车叶片结构三维模型图；
[0026]图4为涡轮叶片贴合应力传感器三维模型；
[0027]图5为风车叶片贴合应力传感器三维模型；
[0028]图6为检测传感器应力随复杂结构速度变化曲线图；
具体实施方式
[0029]以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0030]此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0031]同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
[0032]除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0033]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0034]本专利技术中用于航空复杂构件的贴合型应力传感器，柔性应变层是利用柔性光敏树脂作为基体，通过DLP技术打印成形，应力检测层是通过在柔性树脂中添加导电填料、稀释剂等多种材料，DLP打印成形。
[0035]下面通过具体实施例详细说明本专利技术技术方案，以便本领域技术人员更好理解和实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.航空复杂构件的贴合型应力传感器的面曝光增材制作方法，其特征在于，应力传感器具有两层结构，包括柔性安装层和应力检测层；所述柔性安装层采用柔性树脂不添加任何导电填料，通过DLP打印成形，所述柔性安装层的模型来自于航空复杂构件，通过3D扫描建立和模型具有相同外形曲线的模型，满足贴合航空复杂结构的需求；所述应力检测层，其结构与柔性安装层三维模型外形曲线一致，在柔性树脂中添加导电填料、稀释剂多种材料，DLP打印成形，满足对航空复杂构件应力的检测；在应力检测层添加引线，由应力检测层覆有固化导电浆料处的两端引出，并连接至电阻测量装置上；包括以下步骤:步骤S1、对航空复杂构件进行3D扫描，通过3D扫描建立和航空复杂模型具有相同的外形曲线的模型，满足贴合航空复杂结构的需求，然后建立柔性安装层的三维模型；步骤S2、将柔性安装层三维模型导入DLP打印装置中，配置DLP3D打印的相关参数为：DLP紫外光源波长405nm、液槽超声清洗时间30s
‑
40s、风扇干燥温度20
‑
30℃，接着在装置中加入柔性树脂，进行柔性安装层的打印；步骤S3、柔性安装层打印完成后，依次更换打印设备多功能平台至超声清洗工位、干燥工位以完成对打印零件的清洗、干燥；步骤S4、通过柔性安装层建立应力检测层三维模型，然后将应力检测层三维模型导入DLP打印装置中，配置DLP3D打印的相关参数为：DLP紫外光源波长405nm、液槽超声清洗时间30s
‑
40s、风扇干燥温度20
‑
30℃，接着加入所述配置的混合基体，进行应力检测层的打印；步骤S5、应力检测层打印完成后，依次更换打印设备多功能平台至超声清洗工位、干燥工位以完成对打印零件的清洗、干燥；步骤S6、接下来进行引线操作，由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵剑峰，刘富玺，常涌鑫，沈理达，焦晨，刘江，侯锋，
申请(专利权)人：南京航空航天大学无锡研究院，
类型：发明
国别省市：