【6分力計2018】Beamにゲージ貼ってみた<粘弾性挙動がある?>

Warpingして反った部分のCrossBeamを切断して1本の両持ち梁に切り出しました。切断面をみると中実でInfill90%だとほぼ隙間なく造形できてました。


これに、ひずみゲージを貼ってみました。
私の3DPの安定した設定がPLAなのでFabrialPLAで造形しました。しかし、接着剤が特殊になってしまいました。

●PLAにひずみゲージを貼るための接着剤
PLAだとひずみゲージで使う瞬間接着剤でつかないので、プライマ付きの瞬間接着剤セットを使いました。
セメダインPPXセットです。PLAだとアクリル専用接着剤が良いらしいのですが、樹脂側がよくてもひずみゲージがポリイミドなので、両方に接着できる接着剤でないといけないのでプライマで、PLAを溶かしてしまう方法にしました。

中華ゲージ4x8をテープで位置決めしてから接着剤を塗ります。

●配線
ターミナルは、秋月の極薄基板を使ってます。
はさみで切り取れるので、適当なサイズに切り取って
接着してゲージからのリード線をはんだ付けします。

●荷重台を作る
荷重をかけるために、板金と木材に固定しました。

●回路
HX711とmbed Nucleo432KCに接続して、CPLTでリアルタイムグラフで荷重時の様子を観察します。

ブリッジの結線は、重力方向の重さ測定にしました。

●波形
006P 45gを4個積み重ねて負荷してみました

観察1:動きがにぶいです。荷重してから落ち着くまで、除荷してからゼロ点までいくのもすごくゆっくりと戻ります。
=>何か異常な感じですのでひずみゲージの貼り方から疑ってみたほうがいい現象です。

観察2:荷重が一定なのにドリフトしていきます。
=>これもおかしいです。いくらPLAが柔らかいと言っても
粘土に近い挙動をしめすのか調べてみます。

●考察
PLAの力学特性は調査してませんが、固体と流体の間の
レオロジ的な挙動していると思います。粘弾性が大きくて
弾性挙動に粘弾性が強くわわってます。
これが、PLAそのものなのか、接着面をプライマで溶かして
いるために発生しているものなのか検証が必要です。

●以後
3DP造形でロードセル、6分力計を作ろうとするのは
初めての試みで、困難があるだろうと想定してましたが、
一発めから面白い現象がでてきたので、これからもいろいろでてくると思います。PLAそのものか、接着面の問題か区別する方法を考えます。他の材料 ABSなど硬い材料でどうなるかをやってみます。寒い時期にABSを使いこなすためには、3DPの環境を管理しないといけませんので、少し時間がかかりますが、本格的な試作はABSを予定してますので、早めに着手します。

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