[发明专利]一种FDM打印过程应力检测方法

权利要求书

1.一种FDM打印过程应力检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、制作待成型Solidworks零件模型为零件(1)，选定待测区域，于待测区域留有空槽以放置传感器；空槽大小与应变片大小相同，其中应变片型号为BA-120-3AA，应变片包括：工作应变片R₁、补偿应变片R₂、补偿应变片R₃、补偿应变片R₄；

步骤二、使用FDM打印机加载零件(1)，设定打印参数，开始打印，当FDM打印机打印至位置(2)所在层处暂停打印过程；

步骤三、打磨应变片底部，使用502胶水，将工作应变片R₁粘贴固定在空槽处待测区域，在模型中调整待测区域空槽的方位，进而调整应变片方向得以测量X、Y、45°方向应力；

步骤四、将工作应变片R₁与补偿应变片R₂、补偿应变片R₃、补偿应变片R₄组成全桥，并通过桥盒与应变仪连接，将应变仪连接采集卡，采集卡将应变仪传输的电压信号存储至计算机，准备采集；

步骤五、将补偿应变片R₂、R₃、R₄固定于可编程加热平台(3)上，设定可编程加热平台(3)的温度为25℃；调平应变仪，设置采集卡采样频率为500Hz，应变仪开始记录应变片输出的电压；FDM打印机继续打印零件(1)；记录应变仪电压V_ε＝f(i)，其中i为采集样本个数；

步骤六、应变片在长时间测量应力过程中会产生零点漂移，零点漂移会影响测量应力的准确性，通过使用与实际测量相同条件，根据零件(1)实际打印、冷却时间，测量30min内的零点漂移，采用信号处理的方法，去除零漂；

步骤七、由于FDM打印过程中，待测区域会发生强烈的温度变化，而应变片在不同温度下会表现不同的电阻，故而需要研究应变片的温度特性；因此通过使用与实际测量相同条件，测量在FDM过程相同的温度变化下的应变片的电压变化，并根据应变片温度漂移特点，采用信号处理的方法，去除温漂；

步骤八、应变、应力计算；

(1)应力计算方法，令去除零漂、温漂后的应力测量电压为V_L；

则，V_L＝V_ε-Y_l-V₂；

上式中V_ε为打印过程应变仪电压，Y_l为零点漂移电压，V₂为温度漂移电压；

应变ε为：

应力，F＝E*ε；其中E为打印材料的弹性模量；

(2)编写应变、应力计算软件；其中去噪部分，针对FDM打印过程中测得的温度应力数据特性采用高斯去噪、中值滤波、均值滤波、小波去噪、EMD模特分解方法去除噪声；应力计算部分包括零漂过滤、温漂过滤、温度、应变、应力计算；并添加了画笔、数据缩放，时钟功能，以方便处理数据的细节部分。