Buat Elektronika Konduktif dengan Cetak 3D Filaflex

Apakah Anda pernah ingin menciptakan sesuatu dengan printer 3D Anda yang menyertakan komponen elektronik? Mungkin sensor, lintasan konduktif atau pelindung dari kebisingan frekuensi radio?

Filamen FFF/FDM konduktif untuk cetak 3D telah dirancang untuk pengguna yang tertarik menggabungkan cetak 3D dan elektronika. Rangkaian konduktif yang mengintegrasikan saklar, potensiometer, LED, sensor sentuh kapasitif... Semua ini dan banyak lagi memungkinkan berkat mereka.

Secara khusus dikenvelopi untuk memungkinkan cetak 3D komponen elektronik yang konduktif, filamen konduktif adalah bahan yang sangat mudah dicetak dan kompatibel dengan hampir semua printer FDM/FFF di pasaran.

Aplikasi

Aplikasinya banyak dan beragam, tetapi yang berikut ini menonjol secara khusus:

Sensor

Filamen konduktif dapat digunakan untuk menciptakan sensor kapasitif (sentuh) yang digunakan dalam berbagai produk elektronik yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari; Ini adalah bahan yang sangat baik untuk desain perangkat antarmuka manusia (stylus untuk ponsel dan tablet).

Video 1: Pensil penunjuk. Sumber: Proto-Pasta.

Sensor sentuhan kapasitif juga dapat digunakan untuk mengukur kedekatan, posisi, kelembaban, tingkat cairan, dan percepatan.

Lintasan konduktif

Aplikasi lain dari filamen konduktif adalah dalam penciptaan sirkuit yang mengkonduksikan listrik untuk penggunaan dalam elektronika yang, dalam kasus filamen konduktif fleksibel, juga akan berlaku untuk elektronika fleksibel.

Gambar 1: Sirkuit pengemudi. Sumber: Recreus.

Secara tradisional, untuk menambahkan sirkuit konduktif pada kreasi mereka, penggemar cetak 3D harus merancang bagian dengan lengkungan yang diperlukan untuk menambahkan kabel tembak setelah mencetak. Dengan filamen konduktif, kabel dapat dicetak secara bersamaan dengan proses konstruksi bagian.

Pelindung dari kebisingan frekuensi radio dan interferensi elektromagnetik

Konduktivitas tinggi yang ditawarkan oleh filamen konduktif tidak hanya sangat baik untuk sirkuit dan sensor cetak 3D, ini juga berguna untuk digunakan terhadap EMI (Interferensi Elektromagnetik) dan dalam aplikasi pelindung RF (Frekuensi Radio) yang sangat penting dalam berbagai macam industri. Pelindung EMI/RF digunakan untuk memblokir medan elektromagnetik dan radiasi elektromagnetik frekuensi radio dalam ruang; Penting untuk menggunakan pelindung EMI dan RF di lingkungan rumah sakit, laboratorium, atau industri penerbangan antariksa untuk melindungi dari sinyal yang bersaing, karena ini dapat menyebabkan peralatan paten memberikan pengukuran palsu. Pelindung EMI/RF mencapai ini dengan memblokir sinyal AM, FM, TV, layanan darurat, dan telepon. Filamen konduktif ideal untuk merancang pelindung RF/EMI yang digunakan dalam item yang sangat kustom.

Tips penggunaan

Dirancang untuk digunakan dengan cetakan yang dimaksudkan untuk operasi suhu ruangan dan untuk digunakan pada proyek tegangan rendah, arus rendah saja (tidak melebihi 12 volt), filamen konduktif harus dihindari untuk persediaan daya melebihi 100mA.

Mencetak dengan filamen konduktif (PLA) hampir setepat mencetak dengan PLA standar. Tidak perlu memiliki printer 3D dengan sisa panas, meskipun jika Anda memilikinya, disarankan untuk menggunakan sisa panas pada 50-60º C karena hasil lebih baik.

Kontaminasi yang mungkin pada filamen konduktif dengan kotoran dari tangan atau debu dari lingkungan harus dihindari sebanyak mungkin, jadi disarankan penyimpanan di tempat kering dan jauh dari ini dan/atau partikel lain. Disarankan juga untuk mencuci tangan sebelum dan setelah penggunaan dan memperlakukannya dengan sarung tangan. Pengguna harus menghindari paparan berkepanjangan terhadap kelembaban.

A nozzle disarankan untuk mencetak filamen konduktif dari setidaknya 0,4 / 0,5 mm. Nozzle printer 3D harus selalu dicuci sebelum dan setelah menggunakan filamen untuk menghindari komplikasi cetak. Filamen konduktif cenderung menempel pada nozzle kuningan jadi disarankan untuk membersihkan permukaan eksternal nozzle sebelum mencetak dengan minyak (teknis atau rumah tangga) atau pelumas untuk mengurangi penumpukan bahan di luar nozzle selama cetak. Anda juga dapat menggunakan cat tolak plastik.

Gambar 2: Cat tolak plastik. Sumber: Sliceengineering.

Sifat intrinsik filamen konduktif demikian sehingga tidak boleh dibiarkan diam dalam ekstruder printer 3D (saat tidak mencetak) karena dapat melebar dan menyebabkan tersumbatnya nozzle (tersumbat). Oleh karena itu, setelah mencetak, filamen harus segera dieluarkan dari ekstruder dan gunakan filamen pembersih. pembersih.

Gambar 3: Filamen pembersih. Sumber: Smart Materials.

Ini juga sangat penting untuk mencetak pada suhu yang direkomendasikan, karena jika Anda mencetak pada suhu yang lebih rendah, viskositas leleh tidak akan optimal, jadi akan melebar dan menyumbat nozzle; dan dalam hal mencetak pada suhu yang lebih tinggi, akan menghasilkan degradasi parsial bersama dengan pengumpulan substantif nanomaterial yang juga menyebabkan tersumbatnya nozzle.

Dalam hal tersumbat total nozzle, coba untuk membersihkannya dengan memanaskan nozzle ke 200ºC dan coba untuk menghilangkan hambatan dengan kawat tembaga, atau coba untuk melelehkan ABS atau PLA (filamen kaku) untuk menarik bahan yang terperangkap, atau merendamnya dalam aseton, dll. Dalam hal tidak dapat menyelesaikan masalah, akan perlu mengganti nozzle dengan yang baru. Untuk menghindari ini, semua saran yang disebutkan di atas harus dipertimbangkan.

Di sisi lain, ini juga sangat penting untuk memiliki dasar printer 3D yang sempurna rata, jika tidak sejumlah besar bahan akan menumpuk di permukaan eksternal nozzle, yang saat mengeras akan menyumbat aliran leleh. Oleh karena itu, permukaan eksternal mulut pendingin yang telah mendingin harus dibersihkan dengan alkohol jika ini terjadi.

Filamen konduktif di pasaran

PLA konduktif (Proto-Pasta): Dengan suhu pengemasan yang mirip dengan PLA, filamen konduktif Proto-Pasta lebih fleksibel, tetapi memiliki adhesi antara lapisan yang lebih sedikit. Memungkinkan untuk mengontrol elemen apa pun melalui resistor 1Kohm, ideal untuk sirkuit tegangan rendah, keyboard digital yang memerlukan konduktivitas rendah, arduino, sensor sentuh, robotika dan elektronika.

Filamen grafen Koltron G1 (Addnorth): Dibekali dengan Aros Graphene, grafen yang dikembangkan dan dipatenkan oleh perusahaan Graphmatech dan dengan matriks berdasarkan polyvinyldiene fluoride (PVDF), plastik canggih yang memiliki properti mekanik, kimia dan termal yang luar biasa, filamen Koltron G1 memiliki resistensi volume hanya 2 Ω-cm.

Filaflex Konduktif (Recreus): Selanjutnya, kita akan melihat lebih dekat filamen ini.

Filaflex Konduktif (Recreus)

Filaflex Konduktif adalah filamen TPU elastis fleksibel. Dengan kekerasan 92A, mencapai 100% perentangan hingga patah. Setelah diregangkan kembali ke bentuk aslinya, tanpa merubah bentuk atau patah, mempresentasikan properti mekanik yang luar biasa. Filamen Filaflex Konduktif menawarkan resistensi volumetrik sekitar 3,9 Ω-cm, jauh lebih tinggi dari filamen konduktif lainnya.

Dari pabrik itu sendiri, kami ditawarkan serangkaian tips yang mampu menyelesaikan pertanyaan apa pun yang mungkin timbul saat mencetak dengan filamen ini:

1. Nozzle terkeras: Tidak perlu menggunakannya dengan filamen Filaflex Konduktif. Namun, dalam hal penggunaan intensif, disarankan untuk menghindari aus yang terlalu cepat padanya.
2. Keamanan: Mencetak dengan filamen Filaflex Konduktif sepenuhnya aman dan tidak akan merusak printer, tetapi untuk menjaganya dalam kondisi optimal disarankan untuk membersihkan nozzle dengan sangat baik setelah Anda selesai mencetak dengan filamen. Demikian, sisa jenis apa pun yang mungkin masih tertinggal di hotend akan dihilangkan. Menggunakan X setelah mencetak adalah langkah tambahan yang juga akan membantu pembersihan.
3. Bahan konduktif: Agar filamen konduktif, Recreus memberitahu bahwa mereka menggunakan formulasi khusus yang mengandung hitam karbon dan elemen ini yang memberikan konduktivitas pada filamen Filaflex Konduktif.
4. Fleksibilitas: Setelah mencetak dengan filamen, elastisitas karakteristiknya tidak hilang. Pieces akhir yang dihasilkan akan selalu fleksibel dan listrik konduktif, menjaga properti lainnya utuh.
5. Kekerasan Shore: Memiliki kekerasan Shore 92A, menjadikannya kompatibel untuk digunakan dalam hampir semua printer (bowden termasuk).
6. Resistensi: Filaflex Konduktif memiliki resistensi listrik sekitar 3,9 Ω-cm, tetapi untuk memastikan kepatuhan dengan fungsinya, pengguna harus memperhatikan bahwa resistensi berubah tergantung pada cetakan. Selain itu, kita juga harus mempertimbangkan resistensi listrik sirkuit dan jangan lupa bahwa filamen dirancang untuk aplikasi arus rendah.
7. Adhesi antara lapisan: Akibat beban karbon tinggi, panas akan terurai sangat cepat dan adhesi bagian akan terpengaruh tergantung pada geometrinya. Dengan menyesuaikan beberapa parameter cetak (kecepatan 20-25 mm/s, suhu 240-255 ºC, jangan gunakan kipas lapisan) pengguna akan dapat mengatasi terurai yang cepat ini.

Video 2: Fleksibilitas dan konduktivitas dengan Filaflex Konduktif. Sumber: Recreus.

Simpulan, filamen konduktif adalah bahan secara khusus dirancang untuk memungkinkan cetak 3D komponen elektronik yang konduktif menggunakan hampir semua printer FDM/FFF yang tersedia di pasaran, memperluas kemampuan manufaktur aditif atau cetak 3D dan memungkinkan untuk memperpendek jalur dari pengembangan ke aplikasi komersial.