[发明专利]一种FDM打印过程应力检测方法

说明书

本发明提供一种FDM打印过程应力检测方法，包括如下步骤：步骤一、制作待成型Solidworks零件模型，选定待测区域，于待测区域留有空槽以放置传感器；步骤二、当FDM打印机打印至空槽位置所在层处暂停打印过程；步骤三、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°等方向应力；步骤四、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、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；步骤六、根据零件实际打印、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；本发明解决其他应变检测方法无法检测FDM制件内部应力、价格昂贵的问题。

技术领域

本发明涉及应力检测技术领域，是一种FDM打印过程应力检测方法。

背景技术

熔融沉积成型技术简称FDM技术，FDM以其成型材料广泛且成本低、设备运维成本低等优点得到广泛应用，但是由于该技术使用的材料大多为高分子有机合成塑料决定了最终的成型零件会存在尺寸收缩、翘曲变形等影响成型精度。成型过程中的温度场的分布梯度会引起零件内部的热应力及变形，进而引起零件外形尺寸的变化，严重影响零件的成型精度。零件的成型质量不高严重限制了熔融沉积快速成型技术在市场上的推广运用。使得其应用领域主要集中在研发试验环节的试验模型和功能性原型制造。因此，研究FDM成型过程的温度场、应力场的分布对揭示制件尺寸收缩规律及机理对FDM技术推广应用具有重要意义。

电阻应变片测量法是最传统的测量应变的方法，应用非常广泛。其测量原理是把应变片粘贴在变形处，当结构发生应变时，应变片的阻值也会发生变化，通过应变仪把电阻变化的信号转化成电压或电流的信号，就能得到结构的应变值。应变片测量法具有精度高、尺寸小等优点。可以将应变片嵌入试件内部，依据电阻丝的电阻率随电阻丝的变形而变化的关系，把力学参数转换成为电学参数，再将电学参数转换为试件的应变值，从而能够测量试件分布式点应变，为研究FDM内部应力变化提供了可能。而且应变片测量设备便宜，便于在FDM试件应力测量中大量使用。

本发明的目的是开发一种FDM成型过程温度场、应力场的测试系统。提出一种FDM成型过程应力测试的方法。

发明内容

本发明旨在发明一种FDM成型过程中，测量FDM制件内部动态应力的方法，以解决其他应变检测方法无法检测FDM制件内部应力、价格昂贵的问题。

本发明公开的一种FDM打印过程应力检测方法，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的应变片，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°等方向应力；

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，并将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；