Design, fabrication and analysis of a 3D-printed triaxial accelerometer

In this thesis it is presented 3D-printed triaxial capacitive accelerometer, from the design phase to the fabrication and analysis phase. In the first chapters, various types of 3D printing techniques are considered, followed by a description of accelerometers, capacitive ones specifically. It is then described the design of the accelerometer and the many versions developed and improved, the printing process of the final geometry and the copper coating. The conclusion regards the modal analysis, the behaviour of the device at varying temperature, the consequences of thermal deformation on the normal frequencies of oscillation, cross-capacitance calculation and the analysis of the consequences due to coating inaccuracies.

In questa tesi viene presentato un accelerometro capacitivo triassiale, dalla fase di design, alla fabbricazione e analisi. Nei primi capitoli sono considerate varie tecniche di stampa 3D, seguite da una descrizione accelerometri, nello specifico quelli capacitivi. Viene poi descritta la progettazione del nuovo modello di accelerometro seguendo lo sviluppo di svariati modelli, la stampa della geometria definitiva e il ricoprimento con uno strato di rame. La conclusione riguarda l’analisi modale, il comportamento del dispositivo al variare della temperatura, il calcolo delle cross-capacitances, gli effetti della deformazione termica sulle frequenze di oscillazione e l’analisi delle conseguenze dovute a inaccuratezze nella fase di ricoprimento con il rame.