Κατασκευή και βαθμονόμηση αισθητήρα παραμόρφωσης με την τεχνική της προσθετικής κατασκευής – τρισδιάστατης εκτύπωσης

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός αισθητήρα παραμόρφωσης χαμηλού κόστους, κατασκευασμένου αποκλειστικά μέσω τεχνολογίας προσθετικής κατασκευής( Additive Manufacturing - ΑΜ). Χαρακτηριστικό αυτού του τρόπου παρασκευής είναι η δυνατότητα άμεσης και γρήγορης παραγωγής στο πεδίο, σημαντικό για ναυτιλιακές εφαρμογές όπου είναι πολύ σύνηθες το πρόβλημα των μεγάλων χρόνων παραγωγής και παράδοσης ανταλλακτικών, ειδικά εάν ληφθεί υπόψιν η δυσχέρεια αποστολής και παράδοσης ανταλλακτικών σε απομακρυσμένα λιμάνια/τερματικούς σταθμούς καθώς και η πιθανότητα βλάβης εν μέσω ταξιδιού. Επιπρόσθετα η κατασκευή πάνω στην εκάστοτε πλωτή κατασκευή συμβάλει στην κυκλική οικονομία μέσω της μείωσης των απαιτούμενων αποθεμάτων στα πλοία και του περιβαλλοντικού αποτυπώματος από την παραγωγή αυτών των αποθεμάτων και τη μεταφορά ανταλλακτικών από τη στεριά στο πλοίο. Η αρχή λειτουργίας του αισθητήρα βασίζεται στα πιεζοηλεκτρικά χαρακτηριστικά του, τα οποία αποδίδονται στα carbon nanotubes (CN) που περιέχονται στη δομή του. Το πρωτότυπο εμφάνισε αξιόπιστες πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες και ξεκάθαρη συσχέτιση θερμικής κατεργασίας μετά την εκτύπωση μεταξύ Gauge Factor, γραμμικότητας και υστέρησης. Η αξιοπιστία, απλή σχεδίαση και κατασκευαστική διαδικασία ενός μόλις σταδίου, συνδυαστικά με τη δυνατότητα ηλεκτρικής διασύνδεσης στο δίκτυο αυτοματισμού με απλές μεθόδους κόλλησης/τήξης συνεπικουρούν στην αξιοπιστία και ανθεκτικότητα. Τα κύρια πλεονεκτήματα της προτεινόμενης αισθητήριας συσκευής περιλαμβάνουν το χαμηλό κόστος, απλή σχεδίαση, ανθεκτικότητα και γρήγορη παραγωγή.