[發(fā)明專利]一種適用于激光修復(fù)體的水轉(zhuǎn)印云紋光柵及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211346869.2
• 申請(qǐng)日: 2022-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN115576042A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝惠民;李陽(yáng)陽(yáng);陳如;張騁浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B5/18
• 分類號(hào): G02B5/18;B44C1/175
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤(rùn)

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種適用于激光修復(fù)體的水轉(zhuǎn)印云紋光柵及制備方法，本發(fā)明實(shí)施例中水轉(zhuǎn)印云紋光柵的制備方法具有簡(jiǎn)單易操作、可重復(fù)性強(qiáng)、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，可以標(biāo)準(zhǔn)化云紋光柵載體制備流程，制備的水轉(zhuǎn)印云紋光柵柵距不小于100微米，非常適用于宏觀物體變形測(cè)量；同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例可以有效避免云紋光柵載體制備過程對(duì)激光修復(fù)體帶來的表面損傷，達(dá)到無損測(cè)量的目的；此外本發(fā)明實(shí)施例中提供的水轉(zhuǎn)印云紋光柵可在室溫及高溫環(huán)境下應(yīng)用，有效解決了高溫云紋光柵制備流程繁瑣、成本高的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光測(cè)力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種適用于激光修復(fù)體的水轉(zhuǎn)印云紋光柵及制備方法。

背景技術(shù)

云紋法(采樣云紋、數(shù)字云紋技術(shù)等)是基于相位分析技術(shù)的全場(chǎng)變形測(cè)量方法，其原理是在被測(cè)試件表面制備網(wǎng)格載體，通過計(jì)算物體變形前后的光柵圖像相位變化來獲得變形信息，由于其抗噪性能優(yōu)異、非接觸的優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于斷裂力學(xué)、動(dòng)態(tài)測(cè)試、微觀變形測(cè)量等領(lǐng)域。作為云紋法測(cè)量物體變形場(chǎng)的重要信息載體，光柵質(zhì)量對(duì)云紋法的測(cè)量精度、計(jì)算結(jié)果的一致性等有著重要的影響，尤其是在高溫環(huán)境下，高對(duì)比度的光柵圖像能夠大大降低高溫圖像噪聲帶來的影響。

然而，在使用采樣云紋方法進(jìn)行高溫變形測(cè)量時(shí)，耐高溫網(wǎng)格的制備仍是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的難題。在宏觀尺度的網(wǎng)格制備技術(shù)中，激光打標(biāo)技術(shù)是一種利用激光束在試件表面進(jìn)行刻蝕形成網(wǎng)格，但是對(duì)試件表面直接刻蝕加工會(huì)對(duì)試件帶來?yè)p傷等影響。現(xiàn)有技術(shù)CN112705857A中公開了一種宏觀耐高溫網(wǎng)格的制備方法，然而該方法需要利用專用設(shè)備激光打標(biāo)機(jī)，并且試件保溫及冷卻時(shí)間過長(zhǎng)，且針對(duì)激光修復(fù)體這一類非均質(zhì)材料來說，刻蝕表面可能會(huì)影響到修復(fù)體的微觀組織結(jié)構(gòu)。

為此，如何提供一種適用于激光修復(fù)體的水轉(zhuǎn)印云紋光柵及制備方法，避免非均質(zhì)材料修復(fù)體表面的損傷是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一，提供了一種適用于激光修復(fù)體的水轉(zhuǎn)印云紋光柵及制備方法，該方法制備水轉(zhuǎn)印云紋光柵的時(shí)間可縮短在15分鐘以內(nèi)，耗時(shí)短，可重復(fù)性高；且可適用于曲面試件，并不會(huì)損傷試件表面。

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種適用于激光修復(fù)體的水轉(zhuǎn)印云紋光柵的制備方法，包括以下步驟：

制備云紋光柵模板；根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)分辨率確定云紋光柵的柵距后生成云紋光柵矢量文件，并將所述云紋光柵矢量文件印至水轉(zhuǎn)印貼紙；

所述試件制備；在預(yù)處理后的所述試件的表面涂覆耐高溫漆形成漆膜；

利用水轉(zhuǎn)印將所述云紋光柵模板貼合在所述漆膜外加熱固化，使得所述云紋光柵矢量文件轉(zhuǎn)印在所述漆膜外；

分離水轉(zhuǎn)印后的所述云紋光柵模板，并在所述漆膜外的所述云紋光柵矢量文件外涂覆保護(hù)油。

在一些實(shí)施例中，根據(jù)所述試件尺寸和測(cè)量系統(tǒng)分辨率確定云紋光柵的柵距為8-20個(gè)像素，并利用計(jì)算機(jī)生成所述云紋光柵矢量文件。

在一些實(shí)施例中，所述云紋光柵矢量文件通過激光打印機(jī)印至水轉(zhuǎn)印貼紙上。

在一些實(shí)施例中，所述試件的預(yù)處理方法為：對(duì)所述試件的表面機(jī)械拋光后利用無水乙醇或丙酮溶液清洗。

在一些實(shí)施例中，所述漆膜的形成方法為：距離預(yù)處理后的所述試件的表面20cm，噴涂多次所述耐高溫漆；所述耐高溫漆為白色高溫自噴漆。

在一些實(shí)施例中，所述水轉(zhuǎn)印方法為：

在所述云紋光柵模板的所述云紋光柵矢量文件上涂覆貼合劑，并整體用水浸潤(rùn)30-60s；

將所述云紋光柵模板涂覆有所述貼合劑的一側(cè)黏附在所述漆膜上。

在一些實(shí)施例中，加熱固化方法為：置于加熱板上80℃，固化5-8分鐘；后空冷至室溫。