3D-print met geleidende filaflex

Heb je ooit iets willen maken met je 3D-printer met elektronische componenten? Misschien sensoren, geleidende sporen of afscherming tegen radiofrequente ruis?

De FFF/FDM geleidende filamenten voor 3D-printen zijn ontworpen voor gebruikers die geïnteresseerd zijn in het combineren van 3D-printen en elektronica. Geleidende assemblages die schakelaars, potentiometers, LED's, capacitieve aanraaksensoren integreren... Dit alles en nog veel meer is mogelijk dankzij hen.

Specifiek ontwikkeld om 3D-printen van elektronisch geleidende componenten mogelijk te maken , geleidende filamenten zijn materialen die heel gemakkelijk te printen zijn en compatibel zijn met bijna elke FDM/FFF 3D-printer op de markt.

Toepassingen

De toepassingen zijn talrijk en gevarieerd, maar de volgende vallen in het bijzonder op:

Sensoren

De geleidende gloeidraad kan worden gebruikt om capacitieve (aanraak)sensoren te maken die worden gebruikt in een breed scala aan elektronische producten die in het dagelijks leven worden gebruikt; Het is een uitstekend materiaal voor het ontwerp van apparaten voor menselijke interfaces (styluspennen voor mobiele telefoons en tablets).

Video 1:aanwijzerpotlood. Bron:Proto-Pasta.

Capacitieve detectiesensoren kunnen ook worden gebruikt om nabijheid, positie, vochtigheid, vloeistofniveaus en versnelling te meten.

Geleidende sporen

Een andere toepassing van de geleidende gloeidraad is het creëren van circuits die elektriciteit geleiden voor toepassingen in elektronica die, in het geval van flexibele geleidende filamenten, ook van toepassing zullen zijn op flexibele elektronica.

Afbeelding 1:Rijcircuit. Bron:Recreus.

Om geleidende circuits aan hun creaties toe te voegen, moesten liefhebbers van 3D-printen traditioneel onderdelen ontwerpen met de nodige groeven om koperdraad na het printen toe te voegen. Met het geleidende filament kan de bedrading tegelijkertijd met het constructieproces van het stuk worden geprint .

Afscherming tegen radiofrequentieruis en elektromagnetische interferentie

De hoge geleidbaarheid van het geleidende filament is niet alleen uitstekend voor 3D-geprinte schakelingen en sensoren, het is ook nuttig voor gebruik tegen EMI (elektromagnetische interferentie) en in zeer belangrijke RF (radiofrequentie) afschermingstoepassingen in een breed scala aan toepassingen. waaier van industrieën. EMI/RF-afscherming wordt gebruikt om het elektromagnetische veld en de radiofrequente elektromagnetische straling in een ruimte te blokkeren; Het is belangrijk om EMI- en RF-afscherming te gebruiken in ziekenhuizen, laboratoria of in de ruimtevaartindustrie ter bescherming tegen concurrerende signalen, aangezien deze ertoe kunnen leiden dat bedrijfseigen apparatuur foutieve metingen geeft . EMI/RF-afscherming bereikt dit door AM-, FM-, tv-, hulpdiensten- en telefoonsignalen te blokkeren. Geleidend filament is ideaal voor het ontwerpen van RF/EMI-afschermingen die worden gebruikt in zeer aangepaste items.

Tips voor gebruik

Ontworpen voor gebruik met afdrukken die bedoeld zijn voor gebruik op kamertemperatuur en voor gebruik bij projecten met laag voltage en lage stroom alleen (niet meer dan 12 volt), geleidende filamenten moeten worden vermeden voor een voeding van meer dan 100mA.

Printen met geleidende filamenten (PLA) is bijna net zo eenvoudig als printen met standaard PLA. Het is niet nodig om een ​​3D-printer met een verwarmd bed te hebben, maar als u er een heeft, wordt het aanbevolen om het verwarmde bed op 50-60º C te gebruiken, omdat er een betere hechting wordt verkregen.

Mogelijke verontreiniging van het geleidende filament met vuil van handen of stof uit de omgeving dient zoveel mogelijk te worden vermeden, daarom wordt aanbevolen op een droge plaats te bewaren en uit de buurt van deze en/of andere deeltjes. Het wordt ook aanbevolen om voor en na gebruik uw handen te wassen en deze met handschoenen te behandelen. De gebruiker moet langdurige blootstelling aan vocht vermijden.

Een mondstuk wordt aanbevolen voor het printen van geleidend filament van minstens 0,4 / 0,5 mm . Het mondstuk van de 3D-printer moet altijd voor en na gebruik van het filament worden gewassen om printcomplicaties te voorkomen. Geleidend filament heeft de neiging om aan koperen spuitmondjes te kleven, dus het wordt aanbevolen om het buitenoppervlak van de spuitmond schoon te maken voordat u gaat printen met olie (technisch of huishoudelijk) of smeermiddel om ophoping van materiaal aan de buitenkant van de nozzle tijdens het printen te verminderen. U kunt ook plasticafstotende verf gebruiken.

Afbeelding 2:Plastic afstotende verf. Bron:Sliceengineering.

De intrinsieke eigenschappen van het geleidende filament zijn zodanig dat het niet in de extruder mag blijven liggen van de 3D-printer (terwijl deze niet afdrukt) omdat deze kan uitzetten en verstopping van de spuitmond kan veroorzaken (verstopping). Haal daarom na het printen het filament zo snel mogelijk uit de extruder en gebruik reinigingsfilament. schoonmaken.

Afbeelding 3:Filament reinigen. Bron:Smart Materials.

Het is ook erg belangrijk om af te drukken bij de aanbevolen temperatuur , want als u bij een lagere temperatuur afdrukt, zal de viscositeit van de smelt niet optimaal zijn, dus zal deze uitzetten en de spuitmond verstoppen; en in het geval van printen bij een hogere temperatuur, zal dit resulteren in een gedeeltelijke degradatie samen met een substantiële opeenhoping van nanomaterialen die ook leiden tot verstopping van de nozzles.

In het geval van een totale verstopping van het mondstuk, probeer het te ontstoppen door het mondstuk te verwarmen tot 200ºC en probeer de verstopping te verwijderen met een koperdraad, of probeer ABS of PLA (stijve filamenten) te smelten om het vastzittende materiaal mee te slepen, of week het in aceton, enz. Als u het probleem niet kunt oplossen, moet u het mondstuk vervangen door een nieuw exemplaar. Om dit te voorkomen, moet rekening worden gehouden met alle bovengenoemde adviezen.

Aan de andere kant is het ook erg belangrijk om de basis van de 3D-printer perfect waterpas te hebben , anders zal zich een aanzienlijke hoeveelheid materiaal ophopen op het buitenoppervlak van het mondstuk, dat, wanneer het stolt, de stroom van de smelt zal verstoppen. Daarom moet het buitenoppervlak van het gekoelde mondstuk worden gereinigd met alcohol als dit gebeurt.

Geleidende filamenten op de markt

Geleidend PLA (Proto-Pasta):  Met een verwekingstemperatuur die vergelijkbaar is met die van PLA, is het geleidende filament van Proto-Pasta flexibeler, maar heeft het minder hechting tussen de lagen. Het is mogelijk om elk element te besturen via een 1Kohm-weerstand, het is ideaal in laagspanningscircuits, digitale toetsenborden die een lage geleidbaarheid vereisen, arduino, aanraaksensoren, robotica en elektronica.

Koltron G1 grafeenfilament (Addnorth):  Gedoteerd met Aros Graphene, een grafeen ontwikkeld en gepatenteerd door het bedrijf Graphmatech en met een matrix op basis van polyvinyldieenfluoride (PVDF), een geavanceerde kunststof met uitstekende mechanische, chemische en thermische eigenschappen, heeft het Koltron G1-filament een volumeweerstand van slechts 2 Ω-cm.

Filaflex Conductief (Recreus):  Vervolgens gaan we dit filament nader bekijken.

Filaflex Geleidend (Recreus)

De Conductive Filaflex is een flexibel TPU elastisch filament . Met een hardheid van 92A , bereikt het 100% rek bij breuk . Na uitrekken keert het terug naar zijn oorspronkelijke vorm, zonder te vervormen of te breken, met uitstekende mechanische eigenschappen. Het Filaflex Conductive filament biedt een volumetrische soortelijke weerstand van ongeveer 3,9 Ω-cm , veel hoger dan die van andere geleidende filamenten.

Van de fabrikant zelf krijgen we een reeks tips die alle vragen kunnen oplossen die zich kunnen voordoen bij het printen met dit filament:

1. Gehard mondstuk :Het is niet nodig om het te gebruiken met het Filaflex Conductive filament. Bij intensief gebruik wordt echter aanbevolen om te snelle slijtage ervan te vermijden.
2. Beveiliging :Printen met Conductive Filaflex filament is volkomen veilig en beschadigt de printer niet, maar om hem in optimale conditie te houden is het aan te raden om de nozzle goed schoon te maken als je klaar bent met printen met het filament. Zo wordt elke vorm van rust die mogelijk in de hotend is achtergebleven, geëlimineerd. Het gebruik van X na het afdrukken is een extra stap die ook helpt bij het opruimen.
3. Geleidend materiaal :Om ervoor te zorgen dat het filament geleidend is, informeert Recreus dat ze een speciale formulering gebruiken die carbon black bevat en het is dit element dat geleidbaarheid geeft aan het Filaflex Conductive filament.
4. Flexibiliteit :Na het printen met het filament gaat de karakteristieke elasticiteit niet verloren. Het uiteindelijke stuk zal altijd flexibel en elektrisch geleidend zijn, terwijl de andere eigenschappen intact blijven.
5. Shore-hardheid :Het heeft een Shore-hardheid van 92A, waardoor het geschikt is voor gebruik in bijna elke printer (inclusief bowden).
6. Weerstand :Filaflex Conductive heeft een elektrische weerstand van ongeveer 3,9 Ω-cm, maar om de naleving van zijn functies te garanderen, moet de gebruiker er rekening mee houden dat de weerstand verandert afhankelijk van de print. Daarnaast moeten we ook rekening houden met de elektrische weerstand van het circuit en niet vergeten dat de gloeidraad is ontworpen voor toepassingen met een lage stroomsterkte.
7. Kleefkracht tussen lagen :Vanwege de hoge koolstofbelasting zal de warmte zeer snel worden afgevoerd en zal de hechting van het stuk worden beïnvloed, afhankelijk van de geometrie. Door enkele printparameters aan te passen (snelheid 20-25 mm/s, temperatuur 240-255 ºC, geen laagventilator gebruiken) kan de gebruiker een dergelijke snelle dissipatie oplossen.

Video 2:Flexibiliteit en geleidbaarheid met Filaflex Conductive. Bron:Recreus.

Concluderend, geleidende filamenten zijn materialen specifiek ontworpen om 3D-printen van elektronisch geleidende componenten mogelijk te maken gebruik van bijna elke FDM/FFF 3D-printer die op de markt verkrijgbaar is, uitbreiding van de mogelijkheden van additive manufacturing of 3D-printen en het pad van ontwikkeling naar commerciële toepassing verkorten .