Vodivé momentky pre 3D tlač s grafénom PLA: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Podľa rachelfreirewww.rachelfreire.com Nasledovať viac od autora:

O: dizajnér, kožený ninja, technologický prieskumník, ničiteľ manikúry Viac o rachelfreire »

Tento pokyn dokumentuje môj prvý pokus o 3D tlač vodivých prichytení na tkaninu. Chcel som vytlačiť 3D ženskú patentku, ktorá by sa spájala s bežnou kovovou západkou.

Súbor bol modelovaný vo Fusion360 a vytlačený na zariadení Makerbot Rep2 a Dremel s použitím vodivého grafénu PLA Black Magic 3D.

Západky sú otvorenými hrotmi typu YKK „Snapet“(veľkosť 12L) a majú priemer 7,5 mm. Odborníci na eTextiles ich často používajú, pretože sú najmenší k dispozícii. Môžete ich kúpiť v rôznych veľkostiach od rôznych dodávateľov, ale zdá sa, že ide o štandardizovaný dizajn. Kúpte si veľkosť 12 tu.

Mojim cieľom je preskúmať spôsoby, ako vyrobiť odev, ktorý je vodivý a elastický a ktorý prednostne nepoužíva žiadne tvrdé kovové časti. Vytvorenie konektorov, ktoré sú kompatibilné s existujúcimi nákupnými patentkami, uľahčí testovanie a opakovanie.

Tento test fungoval prekvapivo dobre a súbor stojí za vytlačenie, ale rozhodne potrebuje oveľa viac doladenia. Zatiaľ sa dá tlačiť a testovať tak, ako je, ale je to určite skôr dôkaz koncepcie než plne funkčný patent, ktorý sa dá spoľahlivo vytlačiť napr. PLA má tendenciu sa zmenšovať a patentky majú obmedzenú životnosť.

Ak vytlačíte tento súbor, zanechajte komentár a povedzte mi svoje zistenia !!

Viac obrázkov tu:

Tieto prieskumy sú súčasťou väčšieho projektu s názvom Second Skin, prototypu obleku pre eTextiles. Po dokončení odovzdám všetky súbory, vzory a dokumentáciu. Projekt môžete sledovať tu alebo prostredníctvom mojej webovej stránky:

Tiež by ste sa mali pozrieť na Rewear od Lary Grant. Pracuje na modulárnom systéme pre nositeľné zariadenia, ktorý je založený na doske 3D patentov vytlačených na tkanine. Tiež sa zameriava na udržateľnosť týchto techník, čo je niečo, čo tiež vnímam ako neoddeliteľnú súčasť ich budúceho rozvoja. Naše experimenty čoskoro integrujeme do špeciálnej webovej stránky s konektormi s etextilnými konektormi, takže sa určite pozrite aj na webovú stránku Lary a inštrukcie!

Krok 1: Súbory Fusion360

Súbor bol modelovaný pomerne rýchlo pomocou Fusion360.

Vzal som čo najviac meraní z existujúceho záberu a urobil hrubý návrh. Pretože je záber malý, niektoré vnútorné proporcie boli vyrobené pomocou dohadov, a preto budú potrebovať ďalšie hranie.

Odkaz na stiahnutie aktuálnej verzie nájdete tu:

Súbor priložený k tomuto Instructable bol môj prvý pokus. Fungovalo to celkom dobre. Prepojený súbor (hore) bol vyladený, aby bola základňa západky pevnejšia. myšlienka, že by to pomohlo lepšie priľnúť k tkanine. Aj keď to trochu pomohlo, oba súbory stále stoja za testovanie, ak si chcete vytlačiť jeho verziu. Pri oboch som mal úspech aj neúspech.

Tiež podotknem, že som úplný nováčik v oblasti Fusion a ninja mi pomohol vyladiť súbor z JON-A-TRON. Mali by ste sa úplne pozrieť na jeho kurzy 3D tlače!

Ak chcete použiť väčšie úchytky (napríklad 15 mm, ktoré sú bežnejšie), očakával by som, že tomuto súboru bude možné zmeniť veľkosť a vytlačiť ho v správnych rozmeroch, a tiež sa prichytí k väčším verziám tohto úchytkového dizajnu. Toto som ešte neskúsil, pretože sa snažím, aby bolo všetko čo najmenšie.

Tieto kovové snapety sú úžasné, ale kostku je často ťažké nájsť. Na ručné nanášanie úchytiek používam kliešte Prym vario a je ťažké nájsť, aby zapínacia matica zodpovedala. Vytvoril som teda fúzny súbor, ktorý je možné vytlačiť pre 12L Snapets;) Opäť to nie je dokonalé, pretože 3D výtlačky sa zvyčajne zmenšujú a deformujú a nakoniec sa zlomia. Ale práve som tlačil nové, keď sa to stane! Súbory sú pripevnené k vnútornej (konektorovej časti) a zvonku (prstencové upevnenie) matrici. Jedna je o zlomok väčšia ako druhá. Ak ich použijete nesprávne, západka sa zasekne v matrici.

Krok 2: Test a nastavenie tlače

Tento prvý záber vytlačila Lara Grant. Pracuje na podobnom projekte výroby patentnej textílie a má skvelý návod na 3D tlač na tkaninu. Mali by ste sa tiež pozrieť na jej hodiny nositeľnosti

Je to 3D grafénové vlákno Black Magic 3D a bolo vytlačené na zariadení Makerbot Rep 2 s teplotou tlače a extrudérom nastaveným na 220 °.

Obaja sme testovali techniku, pri ktorej vytlačíte základnú vrstvu vlákna, pozastavíte stroj, aby vložil tkaninu, a potom pokračujete v tlači. To znamená, že sa vlákno roztaví okolo tkaniny a vytvorí tesnenie. Môžete to vidieť na druhom obrázku; na spodnej strane tkaniny je vlákno. Táto vrstva sa najskôr vytlačila na posteľ, potom sa tlačiareň pozastavila a tkanina sa vložila. Tlačiareň potom nebola pozastavená a tlač pokračovala.

Fungovalo to úžasne! Prvý pokus o použitie súboru, ktorý som urobil o 10 minút skôr.. A dokonca to prasklo naozaj tesne!

Tento záber, ktorý tu vidíte, bol vytlačený na serveri Powernet. Je to materiál, ktorý často používam a používam na príbuzný projekt Druhá koža, ktorý používa napínacie obvody. Je to 4 -cestný streč a používa sa na spodnú bielizeň a tanečné oblečenie. Funguje to dobre, pretože je to jemná syntetická sieťovina. Obvykle je vyrobený z polyamidu, takže vlákno roztaví povrch a dobre k nemu priľne. Vlákno sa môže tiež roztaviť do povrchu samotného jemného pletiva a okolo neho.

Powernet má dobrú pevnosť v ťahu a ak je pri položení na posteľ napnutý páskou, nezachytí sa extrudérom.

Krok 3: 3D tlač na vodivú tkaninovú stopu

Táto brilantná tkanina je strečový dres pletený vodivými stopami. Verím, že je to čarodejníctvo Hannah Perner-Wilson a Mika Satomi z Kobakantu a bolo vyrobené na mieru. Dostal som nejaké na eTextiles summercamp a rozhodli sme sa, že to bude skvelá vec na testovanie elektrického spojenia medzi tkaninou a potlačou.

Je to dresová tkanina a vyzerá to, že vlákna boli potiahnuté pred tkaním, a nie ako vodivý povlak, na ktorý sa tlačí po výrobe. Je príliš hrubý na to, aby sa mohol tlačiť cez povrch (ako v predchádzajúcom teste), pretože vlákno by sa nespájalo rovnakým spôsobom ako cez otvory v powernete.

Nastavili sme Makerbot tak, aby tlačil priamo na vrch látky. to, čo vidíte vyššie, je prvý testovací výtlačok tohto materiálu.

3D tlač na látku testovalo veľa rôznych ľudí a zdá sa, že sa to líši v závislosti od povahy tlače, použitých materiálov a strojov. Zdá sa, že väčšina úspechov zahŕňa siete, pretože väzba je voľná a vlákno môže klesať cez tkaninu, aby vytvorilo spojenie.

Niektorí ľudia sklopia trysku tlačiarne. Tým sa extrudér rozbije na tkaninu a vlákno sa natlačí do vlákien, ale materiál sa môže ťahať. Ďalšou možnosťou je zdvihnúť počiatočný bod extrudéra a začať tlač, to znamená, že tlač krájate tak, aby začínala tesne nad hrúbkou látky. Myslím si, že by to fungovalo dobre, keby bola vaša tkanina hrubá. Pretože sú naše dosť tenké a ploché, tlačili sme priamo na materiál s predvolenými nastaveniami, pričom sme len vypli rafty a akúkoľvek podporu.

Fungovalo to krásne! Dôvodom môžu byť rôzne faktory:- povrch tejto konkrétnej textílie bol ideálny na priľnutie výtlačku- extrudér mal v tomto okamihu zhodnú teplotu (toto vlákno môže byť veľmi nekonzistentné)- bohovia 3D tlače mali dobrú náladu a mali sme obrovské šťastie

Je zrejmé, že to vyžaduje ďalšie testovanie.

Krok 4: Testovanie vodivosti

Tento test použil napínací konektor eTextile vyrobený z vodivého vlákna Karl Grimm. Vnútri čierneho konektora je cik -cak vodivého vlákna izolovaného vrstvami tkanín na oboch stranách. Každý koniec má mužskú patentku. Všetky tieto materiály majú pomerne nízky odpor.

Odpor cez 30 cm konektor, cez patentku a cez asi 8 cm vodivej tkaniny sa zdá byť asi 10 ohmov. To bolo prekvapujúce a zdalo sa, že zostáva celkom stabilný, aj keď je natiahnutý. Nie som si istý, či je to presné a opakovateľné čítanie!

Krok 5: Tlač na rôzne povrchy

Ďalej som sa rozhodol skúsiť tlačiť na Dremel. Je to hlavne preto, že Makerbot mal syčivý záchvat, ale rozmanitosť je vždy dobrá. Teplota tlače a extrudér boli opäť nastavené na 220 °

Pracoval som na lepených, izolovaných, elastických vodivých stopách pre eTextiles. Tieto tkaniny používajú lepené textilné vrstvy s Bemis SewFree fusing, super jemnou fóliou spájajúcou teplo. To znamená, že vzorky tkanín boli hrubšie ako predchádzajúce testy. Vodivé stopy sú izolované vo vnútri tkaniny Powernet a majú iba konce odhalené ako okrúhle podložky.

Keď som prvýkrát vytlačil súbor s predvolenými nastaveniami, narazil na povrch tkaniny a skreslil tlač. Výsledok môžete vidieť na prvom obrázku. Chytenie tentoraz nevyšlo.

Jonathon mi ukázal, ako nakrájať súbor v Cure a zvýšiť počiatočnú polohu extrudéra o 0,4 mm.

Pre ďalší test som tiež pridal vrstvu lepenia SewFree na povrch, na ktorý som chcel tlačiť. Cieľom bolo zistiť, či to má nejaký vplyv na to, ako sa tlač drží.

Spočiatku to fungovalo veľmi dobre, ako vidíte na poslednom obrázku. Nanešťastie, po pár cvaknutiach sa patentka uvoľnila z látky a odpadla.

Krok 6: Test viacnásobnej tlače

Ďalej som sa pokúsil vytlačiť viac úchytov, aby som zistil, ako prúd pretekal dvoma úchytkami na oboch koncoch vodivej stopy. Keďže som mal na predchádzajúci test iba jedno pracovné zacvaknutie, nemohol som to skontrolovať. Možno bola tlač, ktorú Lara urobila predtým, náhodná.. Urobil som rýchly panel na vyskúšanie viacerých výtlačkov.

Keďže to bol test, rozhodol som sa, že vytlačím každý patent jednotlivo, než aby som sa pokúšal vytlačiť viac patentiek na jeden kus látky.

Tri dôvody: 1. Nechcel som investovať čas do vytvárania súboru s rozložením, pretože obvod látky, na ktorý som tlačil, bol vyrobený nepresne2. Výtlačky často zlyhávajú 3. Nechcel som, aby sa po látke ťahalo nepoctivé vlákno

Každý záber som zoradil do centralizovaného bodu a vytlačil som ich jeden po druhom. Každý z nich vyšiel perfektne.

K niektorým vodivým podložkám som pridal fixáciu SewFree. Na obrázkoch to môžete vidieť ako biele kruhy a polkruhy. Toto je papierový podklad, ktorý sa odlupuje. Nechal som to zapnuté, aby to bolo na obrázkoch lepšie vidieť. Myslel som, že by bolo dobré vidieť, ako fixácia ovplyvnila priľnavosť k rovnakému výtlačku. Všetci dopadli dosť podobne. Väčšina uviazla a niektorí odpadli. Nie som si istý prečo, ale predpokladám, že je to kvôli malým rozdielom v hrúbke vrstvenia tkaniny. Všetky boli vytlačené rýchlo za sebou na tej istej tlačiarni s rovnakými nastaveniami.

odpor cez 15 cm vodivú stopu cez dve odporové západky bol okolo 50 ohmov. To sa vykonalo bezprostredne po tlači a zdalo sa to super vodivé, takže sme potrebovali ďalšie testy..

Krok 7: Odpor voči čítaniu

Hodnoty, ktoré som zobral zo záberov, sa zdali byť veľmi odlišné. To sa tiež časom zmenilo.

Krok 8: Opätovné pripevnenie poistiek vodivým epoxidom

Niektoré západky po troche použitia odpadli. Nedržali sa tak dobre na tesne spojenom materiáli, ako v predchádzajúcich testoch.

V tomto mieste stojí za to preskúmať inú možnosť: môžu byť patentky vytlačené a potom prilepené k tkanine.

Je možné, že na niektoré látky je možné vytlačiť patentky, ale na iné je potrebné ich nalepiť. Stále to môže byť funkčná možnosť.

Použil som vodivý epoxid a prilepil dve západky späť na miesto, aby som zistil, či lepidlo dokáže vytvoriť spoj a spoľahlivo viesť.

Bohužiaľ to vôbec nepriľnulo k tkanine. Epoxid je dosť kriedový a nemá rád hustý syntetický materiál. Aj keď lepidlo nechalo prúdiť malé množstvo prúdu, patentky po jednom zaskočení odpadli.

Krok 9: Záver a ďalšie kroky

Tento snap design fungoval pri prvom teste naozaj dobre. Bezpečne zaskočí, môže viesť malé množstvo prúdu a je dobrým dôkazom konceptu.

Bohužiaľ neposkytovali konzistentnú vodivosť. Niektoré boli v poriadku a iné nefungovali vôbec. Zdá sa, že používanie tesne tkanej textílie je problém, takže na moje spájané textílie to nefunguje tak dobre. Zdá sa, že najlepšou možnosťou je použiť otvorenejšiu väzbu, ako je dres, a najmä powernet. Problém je v tom, že čím je tkanina menej hustá, tým je vodivosť pre etextílie horšia.

Existuje niekoľko praktických problémov s PLA. Má tendenciu sa zdeformovať a zmenšovať. Niektoré cvaknutia zafungovali okamžite, niektoré potrebovali niekoľko úvodných nútených zatvorení, než budú vyhovovať, zdanlivo trochu roztiahli tlač. Niektoré sa mi zdali príliš malé na to, aby sa dali prichytiť vôbec. Celé to bolo trochu rozporuplné.

Tiež som čítal, že vodivosť týchto materiálov sa môže v priebehu času meniť. V tomto prípade by som povedal, že samotný tlak prasknutia to môže ovplyvniť. Tiež prúd bežiaci cez západku môže trvale zvýšiť odpor. To bude určite zahŕňať ďalšie testovanie.

tu je celkom dobrý prehľad 3D vlákien Black Magic

Tento nápad na prichytenie chcem použiť v dizajne rukavíc. Chcem nájsť spôsob, ako vyrobiť odpojiteľné konektory pre napínacie senzory. Ide o to, že tento súbor snapu bude možné integrovať priamo do 3D tlačeného senzora a pripojiť ho k obvodu.

Pri kontrole som zistil, že tento proces je zaujímavý a informatívny. Nie je dostatočne stabilný na to, aby poskytoval konzistentné merateľné výsledky, a chcel by som to ďalej skúmať v kontrolovanejších experimentoch.

Ak vyskúšate niektorý z týchto výtlačkov, zanechajte prosím komentár!