Gerinim sensörünün eklemeli imalat yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu

Sanal gerçeklik ve robotikle ilgili teknolojiler ilerledikçe, bu sistemleri güçlendirmek için daha iyi sensör teknolojilerine ihtiyaç duyulmaktadır. Özellikle, sistemlerin çoğu, yüksek miktarda hareketliliği ve esnekliği korurken insan vücudu veya çevreyle etkileşime girmelidir. Bu durum, esnek elektronik cihazlara, özellikle de esnek gerinim sensörlerine olan talebi ortaya çıkardı. Bu tez çalışması, esnek tek eksenli gerinim sensörü geliştirmek için basit ve uygun maliyetli bir yöntem olan eklemeli imalat (Eİ) teknolojisinin fizibilitesini araştırmaktadır. Eİ, tasarımların nispeten düşük maliyetle hızlı bir şekilde üretilmesini ve prototipleşmesini sağlar. Gerinim sensörün esnek olan alt katmanını üretmek için Eİ yöntemlerinden biri olan eriyik yığma modelleme (EYM) teknolojisi kullanılmıştır. Sensörün üst katmanına ise iletken gümüş malzeme enjekte edilmiştir. Gerinim sensörü, yaklaşık 20 mm x 60 mm ölçülerinde üretilmiştir. Sensörün kalınlığı ise 2 mm dir. Bu aşamadan sonra sensörün hassasiyeti deneysel verilerden gösterge faktörü hesaplanarak tespit edilmiştir. Sonuçlar, sensörün yüksek doğrusallık ve az histerezis performansı sergilediğini göstermiştir. Ayrıca, uygulanan kuvvete karşı gerinim sensörünün yer değiştirme miktarları gözlemlenmiştir. Son olarak, akma durumunda sensörün uzamasını incelemek için çekme testleri yapılmıştır. Gerçek zamanlı deneylerin doğruluğunu ispatlamak için gerinim sensörün sonlu elemanlar analizi COMSOL programıyla gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, COMSOL yazılımı, gerinim sensörün gerilme dağılımını ve uzama miktarını modellemek için kullanılmıştır. Sensörün deneysel sonuçlarının simülasyon sonuçlarıyla iyi bir uyum içinde olduğu tespit edilmiştir. Sonuçlar, stres birikiminin ve kalıcı deformasyonun EYM ile üretilen sensörlerin işlevselliğini belirlemede önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Bu tez çalışmasının sonuçları eklemeli üretimin çok çeşitli uygulamalar için karmaşık tasarımlar ve sensör platformları üretme potansiyelini göstermektedir.