[發明專利]一種適用于激光修復體的水轉印云紋光柵及制備方法

在審

• 申請號: 202211346869.2
• 申請日: 2022-10-31
• 公開（公告）號: CN115576042A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 謝惠民;李陽陽;陳如;張騁浩
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;B44C1/175
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明實施例提供了一種適用于激光修復體的水轉印云紋光柵及制備方法，本發明實施例中水轉印云紋光柵的制備方法具有簡單易操作、可重復性強、耐高溫等優點，可以標準化云紋光柵載體制備流程，制備的水轉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量；同時，本發明實施例可以有效避免云紋光柵載體制備過程對激光修復體帶來的表面損傷，達到無損測量的目的；此外本發明實施例中提供的水轉印云紋光柵可在室溫及高溫環境下應用，有效解決了高溫云紋光柵制備流程繁瑣、成本高的問題。

技術領域

本發明涉及光測力學技術領域，具體而言，涉及一種適用于激光修復體的水轉印云紋光柵及制備方法。

背景技術

云紋法(采樣云紋、數字云紋技術等)是基于相位分析技術的全場變形測量方法，其原理是在被測試件表面制備網格載體，通過計算物體變形前后的光柵圖像相位變化來獲得變形信息，由于其抗噪性能優異、非接觸的優點，目前已廣泛應用于斷裂力學、動態測試、微觀變形測量等領域。作為云紋法測量物體變形場的重要信息載體，光柵質量對云紋法的測量精度、計算結果的一致性等有著重要的影響，尤其是在高溫環境下，高對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行高溫變形測量時，耐高溫網格的制備仍是一個具有挑戰性的難題。在宏觀尺度的網格制備技術中，激光打標技術是一種利用激光束在試件表面進行刻蝕形成網格，但是對試件表面直接刻蝕加工會對試件帶來損傷等影響。現有技術CN112705857A中公開了一種宏觀耐高溫網格的制備方法，然而該方法需要利用專用設備激光打標機，并且試件保溫及冷卻時間過長，且針對激光修復體這一類非均質材料來說，刻蝕表面可能會影響到修復體的微觀組織結構。

為此，如何提供一種適用于激光修復體的水轉印云紋光柵及制備方法，避免非均質材料修復體表面的損傷是本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一，提供了一種適用于激光修復體的水轉印云紋光柵及制備方法，該方法制備水轉印云紋光柵的時間可縮短在15分鐘以內，耗時短，可重復性高；且可適用于曲面試件，并不會損傷試件表面。

有鑒于此，本發明實施例提出了一種適用于激光修復體的水轉印云紋光柵的制備方法，包括以下步驟：

制備云紋光柵模板；根據測量系統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印貼紙；

所述試件制備；在預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印在所述漆膜外；

分離水轉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油。

在一些實施例中，根據所述試件尺寸和測量系統分辨率確定云紋光柵的柵距為8-20個像素，并利用計算機生成所述云紋光柵矢量文件。

在一些實施例中，所述云紋光柵矢量文件通過激光打印機印至水轉印貼紙上。

在一些實施例中，所述試件的預處理方法為：對所述試件的表面機械拋光后利用無水乙醇或丙酮溶液清洗。

在一些實施例中，所述漆膜的形成方法為：距離預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。

在一些實施例中，所述水轉印方法為：

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30-60s；

將所述云紋光柵模板涂覆有所述貼合劑的一側黏附在所述漆膜上。

在一些實施例中，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。