[發明專利]一種基于3D打印的接觸式位移傳感器結構及其制作方法

在審

• 申請號: 201810349054.7
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108613620A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 趙玉龍;劉明杰;邵一葦;趙友;張琪;劉傳奇
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;B29C64/124;B33Y10/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種基于3D打印的接觸式位移傳感器結構，包括基底結構(6)，其特征在于：基底結構(6)的一端設有第二固定孔(7)，另一端設有導向孔(5)，基底結構(6)上方連接有懸臂梁結構(2)，基底結構(6)的第二固定孔(7)和懸臂梁結構(2)末端的第一固定孔(4)對齊，懸臂梁結構(2)的末端設有應變計結構(3)，懸臂梁結構(2)的首端設有限位孔(1)，探針(8)穿過基底結構(6)上的導向孔(5)，探針(8)上端位于限位孔(1)內，下端用于接觸測量。

2.根據權利要求1所述的一種基于3D打印的接觸式位移傳感器結構，其特征在于：所述的懸臂梁結構(2)、基底結構(6)和探針(8)由耐高溫樹脂材料制成，作為傳感器的敏感元件；所述的應變計結構(3)由導電油墨PEDOT:PSS[聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)]制成，作為傳感器的轉換元件。

3.一種基于3D打印的接觸式位移傳感器結構的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)運用三維設計軟件對懸臂梁結構(2)、基底結構(6)和探針(8)進行結構設計，運用切片軟件對設計好的懸臂梁結構(2)、基底結構(6)和探針(8)模型進行切片；

2)運用桌面級光固化打印機固化耐高溫樹脂材料形成預定尺寸的懸臂梁結構(2)、基底結構(6)以及探針(8)；

3)將加工好的懸臂梁結構(2)依次置于酒精、去離子水中各超聲清洗處理5min；取出懸臂梁結構(2)后將其置于烘箱中60℃烘烤10min使其完全干燥；用等離子清洗機將懸臂梁結構(2)氧等離子體處理1min；

4)將等離子清洗處理處理完畢的懸臂梁結構(2)的置于氣動式噴墨打印機下，按設計的應變計結構(3)圖案噴印PEDOT:PSS墨水于懸臂梁結構(2)上末端的預定位置，形成均勻厚度的應變計結構(3)圖案；

5)取出噴印好應變計結構(3)圖案的懸臂梁結構(2)置于強制對流烘箱中，120℃烘烤15min使應變計結構(3)圖案完全固化，取出后自然冷卻至室溫；

6)運用環氧樹脂銀膠對制作在懸臂梁結構(2)上的應變計結構(3)外接導線，并將接好導線的懸臂梁結構(2)置于強制對流烘箱中，100℃烘烤10min使環氧樹脂銀膠固化牢固，取出后自然冷卻至室溫；

7)將接好導線的懸臂梁結構(2)、基底結構(6)和探針(8)裝配在一起，通過螺釘螺母將第一固定孔(4)、第二固定孔(7)固定，形成具有測量功能的傳感器整體結構。

4.根據權利要求3所述的一種基于3D打印的接觸式位移傳感器結構的制作方法，其特征在于：所述的應變計結構(3)在連接外部測量電路導線后粘貼一層聚酰亞胺膠帶。