Imprimare 3D Instrucțiuni conductive cu grafen PLA: 9 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

De rachelfreirewww.rachelfreire.com Urmăriți mai multe de la autor:

Despre: designer, ninja de piele, explorator de tehnologie, ruiner de manichiură Mai multe despre rachelfreire »

Această instrucțiune documentează prima mea încercare de a imprima 3D capturi conductive pe material. Am vrut să imprim 3D un snap feminin care să se conecteze la un snap masculin obișnuit din metal.

Fișierul a fost modelat în Fusion360 și tipărit pe un Makerbot Rep2 și un Dremel utilizând graficul conductiv 3D Black Magic PLA.

Snaps-urile sunt snacks-uri deschise YKK „Snapet” (dimensiunea 12L) și au o lățime de 7,5 mm. Ele sunt adesea folosite de practicienii eTextiles, deoarece sunt cele mai mici disponibile. Le puteți cumpăra în diferite dimensiuni de la diferiți furnizori, dar par a fi un design standardizat. Cumpărați mărimea 12 aici.

Scopul meu este de a explora modalități de a realiza o îmbrăcăminte care este conductivă și elastică și, de preferință, nu folosește piese metalice dure. Realizarea conectorilor care sunt compatibili cu snap-urile existente care vor putea fi achiziționate va face mai ușor testarea și iterarea.

Acest test a funcționat surprinzător de bine și fișierul merită tipărit, dar cu siguranță are nevoie de mult mai multe modificări. Deocamdată poate fi tipărit și testat așa cum este, dar este cu siguranță o dovadă a conceptului, mai degrabă decât un dispozitiv complet funcțional, care poate fi tipărit în mod fiabil, de ex. PLA tinde să se micșoreze, iar clipurile au o durată de viață limitată.

Dacă tipăriți acest fișier, vă rugăm să lăsați un comentariu și să-mi spuneți constatările dvs. !!

Mai multe imagini aici:

Aceste explorări fac parte dintr-un proiect mai mare numit Second Skin, un costum de prototipare pentru eTextiles. Voi încărca toate fișierele, modelele și documentația pe măsură ce sunt completate. Puteți urmări proiectul aici sau prin intermediul site-ului meu web:

Ar trebui să verificați și Rewear de Lara Grant. Ea a lucrat la un sistem modular pentru articole portabile bazat în jurul unei panouri de snaps imprimate 3D pe țesătură. De asemenea, ea se concentrează asupra durabilității acestor tehnici, ceea ce consider, de asemenea, ca fiind integrant în dezvoltarea lor viitoare. Vom integra experimentele noastre într-un site dedicat pentru conectori etextile în curând, așa că asigurați-vă că consultați și site-ul web al Larei și Instructables!

Pasul 1: Fișiere Fusion360

Fișierul a fost modelat destul de rapid folosind Fusion360.

Am luat cât mai multe măsurători posibil dintr-un snap existent și am făcut un design dur. Deoarece snap-ul este atât de mic, unele dintre proporțiile interioare au fost realizate folosind ghici și, prin urmare, vor avea nevoie de mai mult joc.

Link pentru a descărca versiunea curentă aici:

Fișierul atașat la acest Instructable a fost prima mea încercare. A funcționat destul de bine. Fișierul legat (de mai sus) a fost modificat, făcând baza snap-ului mai solidă. ideea fiind că ar ajuta să se lipească mai bine de țesătură. Deși acest lucru a ajutat într-o oarecare măsură, ambele fișiere merită testate dacă doriți să imprimați o versiune a acestuia. Am avut succes și eșecuri cu amândoi.

Voi sublinia, de asemenea, că sunt un novice total Fusion și am avut un ajutor ninja pentru modificarea fișierului din JON-A-TRON. Ar trebui să verificați în totalitate cursurile sale de imprimare 3D!

Dacă doriți să utilizați instantanee mai mari (cum ar fi 15 mm care sunt mai frecvente), m-aș aștepta ca acest fișier să poată fi redimensionat și tipărit la dimensiunile corecte și, de asemenea, va fi adaptat la versiuni mai mari ale acestui design. Nu am încercat încă acest lucru, deoarece încerc să fac totul cât mai mic posibil.

Aceste snapete metalice sunt uimitoare, dar adesea matrița este greu de găsit. Folosesc cleștele Prym vario pentru aplicarea de mâini și este greu să găsești matrița potrivită. Așa că am realizat un fișier de fuziune imprimabil pentru snap-urile de 12 litri; Dar tocmai am tipărit altele noi când se întâmplă acest lucru! Fișierele sunt atașate pentru matrița interioară (partea conectorului) și exteriorul (atașarea inelului). Una este o fracțiune mai mare decât cealaltă. Dacă le folosiți în mod greșit, snap-ul se va lipi în matriță.

Pasul 2: Imprimați testul și configurarea

Această primă clipă a fost tipărită de Lara Grant. Lucrează la un proiect similar, realizând o țesătură de tip snap și are o instruire excelentă despre imprimarea 3D pe țesătură. De asemenea, ar trebui să verificați cursurile sale de purtat

Este filament de grafen 3D Black Magic și a fost tipărit pe un Makerbot Rep 2 cu temperatura de imprimare și extruderul setate la 220 °

Amândoi am testat o tehnică prin care imprimați un strat de bază de filament, întrerupeți mașina pentru a introduce materialul, apoi continuați imprimarea. Aceasta înseamnă că filamentul se va topi în jurul țesăturii și va crea un sigiliu. Puteți vedea acest lucru în a doua imagine; există filament pe dedesubtul țesăturii. Acest strat a fost imprimat mai întâi pe pat, apoi imprimanta a fost întreruptă și materialul a fost introdus. Imprimanta a fost apoi neîntreruptă și tipărirea a continuat.

A funcționat uimitor! Prima încercare de utilizare a fișierului pe care o făcusem cu 10 minute mai devreme.. Și chiar a rupt foarte bine!

Această clipă pe care o vedeți aici a fost tipărită pe powernet. Este un material pe care îl folosesc mult și îl folosesc pentru proiectul asociat Second Skin, care utilizează circuite stretch. Este întins în 4 direcții și este folosit pentru lenjerie și îmbrăcăminte de dans. Funcționează bine, deoarece este o plasă sintetică fină. De obicei este fabricat din poliamidă, astfel încât filamentul topește suprafața și aderă bine la ea. Filamentul se poate topi, de asemenea, în și în jurul suprafeței rețelei micro-fine.

Powernet are o rezistență bună la întindere și, dacă este tensionat cu bandă, atunci când îl așezați pe pat, acesta nu se blochează de extruder.

Pasul 3: Imprimarea 3D pe o urmă de țesătură conductivă

Această țesătură strălucitoare este un tricou elastic tricotat cu urme conductive. Cred că este vrăjitoria lui Hannah Perner-Wilson și Mika Satomi din Kobakant și a fost făcută la comandă. Mi s-au dat niște la eTextiles summercamp și am decis că acest lucru ar fi un lucru minunat pentru testarea conexiunii electrice dintre material și imprimare.

Este o țesătură din jersey și se pare că fibrele au fost acoperite înainte de a fi țesute, mai degrabă decât învelișul conductiv imprimat după fabricare. Este prea gros pentru a imprima prin suprafață (ca în testul anterior), deoarece filamentul nu s-ar conecta în același mod ca și prin găurile din powernet.

Am setat Makerbot să imprime direct pe partea de sus a materialului. ceea ce vedeți mai sus este primul test tipărit pe acest material.

O mulțime de oameni au testat imprimarea 3D pe țesături și pare să difere în funcție de natura imprimării, materialele și mașinile utilizate. Majoritatea succeselor par să implice ochiuri, deoarece țesătura este slăbită și filamentul se poate scufunda prin țesătură pentru a crea o legătură.

Unele persoane coboară duza imprimantei. Acest lucru sparge extruderul în țesătură și forțează filamentul în fibre, dar poate trage materialul. O altă opțiune este să ridicați punctul de pornire al extruderului pentru a începe imprimarea, ceea ce înseamnă că tăiați imprimarea în așa fel încât să înceapă chiar deasupra grosimii țesăturii. Îmi imaginez că acest lucru ar funcționa bine dacă țesătura ta ar fi groasă. Deoarece ale noastre sunt destul de subțiri și plate, am imprimat direct pe material cu setările implicite, doar oprind plută și orice suport.

A funcționat frumos! Acest lucru s-ar fi putut datora diferiților factori: - suprafața acestei țesături a fost ideală pentru a adera amprenta - extruderul s-a întâmplat să fie la temperatura perfectă în acest moment (acest filament poate fi foarte inconsistent) - zeii de imprimare 3D au fost de bună dispoziție și am avut super noroc

În mod clar, acest lucru necesită mai multe teste.

Pasul 4: Testarea conductivității

Acest test a folosit un conector elastic eTextile realizat cu filet conductiv Karl Grimm. În interiorul conectorului negru există un zigzag de fir conductor izolat de straturi de țesături de ambele părți. Fiecare capăt are un snapet masculin. Toate aceste materiale au o rezistență destul de redusă.

Rezistența la conectorul de 30 cm, prin prindere și la aproximativ 8 cm de țesătură conductivă pare a fi de aproximativ 10 ohmi. Acest lucru a fost surprinzător și părea să rămână destul de stabil chiar și atunci când este întins. Nu sunt sigur că este o lectură precisă și repetabilă!

Pasul 5: Imprimarea pe diferite suprafețe

Apoi am decis să încerc să imprim pe un Dremel. Acest lucru se datorează în principal faptului că Makerbot avea o potrivire șuierătoare, dar varietatea este întotdeauna bună. Din nou, temperatura de imprimare și extruderul au fost setate la 220 °

Am lucrat la urme conductoare izolate, izolate, întinse pentru eTextiles. Aceste țesături folosesc straturi textile lipite cu fuziune Bemis SewFree, un film de lipire termică foarte fin. Aceasta înseamnă că probele de țesături au fost mai groase decât testele anterioare. Urmele conductoare sunt izolate în interiorul țesăturii powernet și au doar capetele expuse ca tampoane rotunde.

Când am imprimat prima dată fișierul cu setările implicite, acesta s-a spart în suprafața materialului și a denaturat imprimarea. Puteți vedea rezultatul în prima imagine. Snap-ul nu a funcționat de data aceasta.

Jonathon mi-a arătat cum să feliez fișierul în Cura și să ridic poziția de pornire a extruderului cu 0,4 mm.

Pentru următorul test am adăugat și un strat de lipire SewFree pe suprafața pe care urma să imprim. Aceasta a fost pentru a vedea dacă acest lucru a făcut vreo diferență în ceea ce privește aderarea tipăritului.

Inițial a funcționat foarte bine, după cum puteți vedea în ultima imagine. Din păcate, după câteva clipe, clipul s-a desprins din țesătură și a căzut.

Pasul 6: Test de imprimare multiplă

Am încercat apoi să tipăresc mai multe capturi pentru a vedea cum curge curentul prin două capturi la fiecare capăt al unei urme conductive. Deoarece am avut o singură apăsare de lucru la testul anterior, nu am putut verifica. Poate că amprenta pe care Lara o făcuse anterior a fost o întâmplare.. Am făcut un panou rapid pentru a încerca mai multe amprente.

Deoarece acesta a fost un test, am decis că voi imprima fiecare clip individual, mai degrabă decât să încerc să imprim mai multe clipuri pe o bucată de țesătură.

Trei motive: 1. Nu am vrut să investesc timp în realizarea unui fișier de aspect, întrucât circuitul de țesături pe care tipăream era realizat imprecis2. Imprimările de multe ori nu reușesc 3. Nu am vrut ca filamentul necinstit să se târască peste țesătură

Am aliniat fiecare clip până la un punct centralizat și le-am tipărit unul câte unul. Fiecare a ieșit perfect.

Am adăugat fuzionarea SewFree la unele dintre tampoanele conductoare. Puteți vedea acest lucru în imagini sub formă de cercuri și semicercuri albe. Acesta este suportul de hârtie care se desprinde. L-am lăsat aprins, astfel încât să fie mai ușor de văzut în imagini. M-am gândit că ar fi bine să văd cum a afectat fuziunea aderența pe aceeași imprimare. Toate s-au dovedit destul de asemănătoare. Majoritatea s-au blocat, iar câțiva au căzut. Nu sunt sigur de ce, dar presupun că se datorează diferențelor minime în grosimea stratificării țesăturii. Toate au fost tipărite în succesiune rapidă pe aceeași imprimantă cu aceleași setări.

rezistența pe o urmă conductivă de 15 cm prin două butoane rezistive a fost de aproximativ 50 ohmi. Acest lucru s-a făcut imediat după tipărire și părea foarte conductiv, așa că am avut nevoie de mai multe teste..

Pasul 7: Rezistența la citire

Citirile pe care le-am luat din instantanee păreau să difere foarte mult. Acest lucru s-a schimbat și în timp.

Pasul 8: Atașați din nou cleme cu epoxidă conductivă

Unele dintre clipuri au căzut după o mică utilizare. Nu au aderat atât de bine la materialul strâns, precum la testele anterioare.

În acest moment, merită să investigați o altă opțiune: se pot imprima snap-urile și apoi le pot lipi pe material după aceea.

Poate fi adevărat că se pot imprima snap-uri pe anumite țesături, dar trebuie lipite de altele. Aceasta ar putea fi în continuare o opțiune viabilă.

Am folosit epoxidic conductiv și am lipit două dintre butoanele de fixare la loc pentru a vedea dacă lipiciul poate face o legătură și poate conduce în mod fiabil.

Din păcate, acest lucru nu a aderat deloc bine la țesătură. Epoxidicul este destul de calcaros și nu-i place materialul sintetic dens. Deși adezivul a permis să curgă o cantitate mică de curent, clipurile au căzut după o clipă.

Pasul 9: Concluzie și pașii următori

Acest design instantaneu a funcționat foarte bine pentru un prim test. Se fixează în siguranță, poate conduce o cantitate mică de curent și este o bună dovadă a conceptului.

Din păcate nu au dat o conductivitate consistentă. Unii erau ok și alții nu funcționau deloc. Se pare că utilizarea țesăturii bine țesute este o problemă, așa că acest lucru nu funcționează atât de bine pentru țesăturile mele lipite. Folosirea unei țesături mai deschise precum tricoul și, mai ales, powernet pare cea mai bună opțiune. Problema este că, cu cât o țesătură este mai puțin densă, cu atât conductivitatea este mai gravă pentru etextile.

Există destul de multe probleme practice cu PLA. Tinde să se deformeze și să se micșoreze. Unele dintre clipuri au funcționat imediat, altele aveau nevoie de câteva închideri forțate inițiale înainte de a se conforma, aparent pentru a întinde puțin amprenta. Unele păreau prea mici pentru a se rupe deloc.. Totul era puțin inconsistent.

De asemenea, am citit că conductivitatea acestor materiale se poate schimba în timp. În acest caz, aș spune că presiunea prinderii în sine poate afecta acest lucru. De asemenea, curentul care trece prin snap poate crește permanent rezistența. Acest lucru va implica cu siguranță mai multe teste.

aici este o prezentare generală destul de bună a filamentelor 3D Black Magic

Vreau să folosesc această idee rapidă într-un design de mănuși. Vreau să găsesc o modalitate de a face conectori detașabili pentru senzorii de întindere. Ideea ar fi că acest fișier snap poate fi integrat direct într-un senzor tipărit 3D pentru a-l conecta la un circuit.

În revizuire, mi s-a părut interesant și informativ acest proces. Nu este suficient de stabil pentru a produce rezultate măsurabile consistente și aș dori să explorez mai departe în experimente mai controlate.

Dacă încercați oricare dintre aceste tipăriri, vă rugăm să lăsați un comentariu!