Pencetakan Konduktif 3D Cetakan Dengan Graphene PLA: 9 Langkah (dengan Gambar)

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:01

Oleh rachelfreirewww.rachelfreire.com Ikuti Lagi oleh pengarang:

Tentang: pereka, ninja kulit, penjelajah teknologi, pemecah rias manikur Lebih banyak Mengenai rachelfreire »

Ini boleh didokumentasikan sebagai percubaan pertama saya untuk mencetak bahan konduktif 3D ke kain. Saya mahu 3D mencetak snap wanita yang akan disambungkan ke snap lelaki logam biasa.

Fail tersebut dimodelkan dalam Fusion360 dan dicetak pada Makerbot Rep2 dan Dremel menggunakan PLA graphene 3D Magic Black.

Snapsnya adalah snap snap prong terbuka 'Snapet' YKK (saiz 12L) dan berukuran 7.5mm. Mereka sering digunakan oleh pengamal eTextiles kerana mereka yang terkecil. Anda boleh membelinya dalam pelbagai saiz dari pembekal yang berbeza, tetapi nampaknya reka bentuknya standard. Beli saiz 12 di sini.

Tujuan saya adalah untuk meneroka cara-cara membuat pakaian yang konduktif dan tegang dan lebih baik tidak menggunakan bahagian logam keras. Membuat penyambung yang sesuai dengan snap yang boleh dibeli yang ada akan menjadikannya lebih mudah untuk diuji dan diulang.

Ujian ini berfungsi dengan baik dan failnya patut dicetak, tetapi ia pasti memerlukan lebih banyak tweak. Buat masa ini ia boleh dicetak dan diuji sebagaimana adanya, tetapi jelas merupakan bukti konsep dan bukannya snap berfungsi sepenuhnya yang boleh dicetak dengan pasti, mis. PLA cenderung menyusut, dan sekatannya mempunyai jangka hayat yang terhad.

Sekiranya anda mencetak fail ini, sila tinggalkan komen dan beritahu saya penemuan anda !!

Lebih banyak gambar di sini:

Eksplorasi ini adalah sebahagian daripada projek yang lebih besar yang disebut Second Skin, prototyping suit untuk eTextiles. Saya akan memuat naik semua fail, corak dan dokumentasi setelah selesai. Anda boleh mengikuti projek di sini, atau melalui laman web saya:

Anda juga harus melihat Rewear by Lara Grant. Dia telah mengusahakan sistem modular untuk pakaian yang dapat digunakan berdasarkan papan serpihan 3D yang dicetak pada kain. Dia juga memfokuskan pada keberlanjutan teknik-teknik ini yang merupakan sesuatu yang saya anggap penting dalam pengembangan masa depan mereka. Kami akan mengintegrasikan eksperimen kami ke laman web penyambung tekstil khusus tidak lama lagi, jadi pastikan anda menyemak laman web Lara dan Instructables juga!

Langkah 1: Fail Fusion360

Fail dimodelkan dengan cepat menggunakan Fusion360.

Saya mengambil seberapa banyak ukuran dari snap yang ada dan membuat reka bentuk yang kasar. Oleh kerana snapnya sangat kecil, beberapa bahagian dalam dibuat dengan menggunakan tekaan dan oleh itu akan memerlukan lebih banyak bermain-main.

Pautan untuk memuat turun versi semasa di sini:

Fail yang dilampirkan di Instructable ini adalah percubaan pertama saya. Ia berfungsi dengan baik. Fail yang dipautkan (di atas) di-tweak, menjadikan dasar snap lebih padat. idea yang ada akan membantunya melekat pada kain dengan lebih baik. Walaupun ini sedikit sebanyak membantu, kedua-dua fail masih perlu diuji jika anda ingin mencetak versi ini. Saya mempunyai kejayaan dan kegagalan dengan kedua-duanya.

Saya juga akan menunjukkan bahawa saya adalah pemula Fusion total dan mempunyai ninja membantu mengubah fail dari JON-A-TRON. Anda mesti benar-benar melihat kelas percetakan 3Dnya!

Sekiranya anda ingin menggunakan snap yang lebih besar (seperti 15mm yang lebih biasa) saya mengharapkan fail ini dapat diubah saiznya dan dicetak pada dimensi yang betul dan juga akan masuk ke versi yang lebih besar dari reka bentuk snap ini. Saya belum mencuba ini kerana saya berusaha menjadikan segalanya sekecil mungkin.

Snapet logam ini luar biasa, tetapi selalunya die sukar ditemui. Saya menggunakan penjepit Prym vario untuk mengaplikasikan kancing dengan tangan dan sukar untuk menjumpai kancing yang sesuai. Oleh itu, saya membuat fail gabungan yang boleh dicetak untuk 12L Snapet;) Sekali lagi, ia tidak sempurna kerana cetakan 3D cenderung mengecil dan melengkung dan akhirnya pecah. Tetapi saya baru sahaja mencetak yang baru apabila ini berlaku! Fail dilekatkan untuk bahagian dalam (bahagian penyambung) dan bahagian luar (lampiran cincin). Yang satu adalah pecahan yang lebih besar daripada yang lain. Sekiranya anda menggunakannya dengan cara yang salah, snap akan tersekat di bahagian mati.

Langkah 2: Uji Cetak dan Persediaan

Gambar pertama ini dicetak oleh Lara Grant. Dia sedang mengerjakan projek serupa untuk membuat kain snap dan mempunyai instruksional yang hebat mengenai pencetakan 3D ke kain. Anda juga mesti melihat kelas pakaiannya

Ia adalah filamen 3D Magic Black dan dicetak pada Makerbot Rep 2 dengan temp cetak dan penyemperit ditetapkan hingga 220 °

Kami berdua telah menguji teknik di mana anda mencetak lapisan dasar filamen, berhenti mesin untuk memasukkan kain kemudian terus mencetak. Ini bermaksud filamen akan meleleh di sekitar kain dan membuat segel. Anda dapat melihatnya pada gambar kedua; terdapat filamen di bahagian bawah kain. Lapisan ini dicetak ke tempat tidur terlebih dahulu, kemudian pencetak dijeda dan kain dimasukkan. Pencetak kemudian tidak dijeda dan cetakan diteruskan.

Ia berjaya! Percubaan pertama menggunakan fail yang telah saya buat 10 minit lebih awal.. Dan ia juga berjaya dengan pantas!

Gambar yang anda lihat di sini dicetak ke powernet. Ini adalah bahan yang saya gunakan banyak dan saya gunakan untuk projek berkaitan Skin Kedua yang menggunakan litar regangan. Ini adalah regangan 4 arah dan digunakan untuk pakaian dalam dan pakaian tarian. Ia berfungsi dengan baik kerana ia adalah mesh sintetik halus. Ia biasanya dibuat dari poliamida sehingga filamen mencairkan permukaan dan melekat padanya. Filamen juga dapat mencair ke dalam dan di sekitar permukaan mesh mikro halus itu sendiri.

Powernet mempunyai kekuatan tegangan yang baik dan jika ditekan dengan pita ketika anda meletakkannya di atas katil, ia tidak tersangkut oleh alat penyemperit.

Langkah 3: Percetakan 3D ke Jejak Fabrik Konduktif

Kain cemerlang ini adalah jersi regangan yang dikait dengan jejak konduktif. Saya percaya ia adalah sihir Hannah Perner-Wilson dan Mika Satomi dari Kobakant dan dibuat khas. Saya diberi beberapa pada eTextiles summercamp dan kami memutuskan ini akan menjadi perkara yang baik untuk menguji sambungan elektrik antara kain dan cetakan.

Ini adalah kain jersi, dan kelihatan seperti serat dilapisi sebelum ditenun, dan bukannya lapisan konduktif yang dicetak setelah pembuatannya. Terlalu tebal untuk mencetak melalui permukaan (seperti pada ujian sebelumnya) kerana filamen tidak akan tersambung dengan cara yang sama seperti melalui lubang di jaring kuasa.

Kami menetapkan Makerbot untuk mencetak lurus di atas kain. apa yang anda lihat di atas adalah cetakan ujian pertama pada bahan ini.

Banyak orang telah menguji cetakan 3D ke kain, dan nampaknya berbeza mengikut jenis cetakan, bahan dan mesin yang digunakan. Sebilangan besar kejayaan nampaknya melibatkan jala kerana tenunannya longgar dan filamen dapat meresap melalui kain untuk membuat ikatan.

Sebilangan orang menurunkan muncung pencetak. Ini menghancurkan extruder ke dalam kain dan memaksa filamen ke dalam gentian tetapi boleh menyeret bahan tersebut. Pilihan lain adalah menaikkan titik permulaan extruder untuk memulakan cetakan, yang bermaksud anda memotong cetakan sedemikian rupa sehingga ia bermula tepat di atas ketebalan kain. Saya membayangkan ini akan berfungsi dengan baik sekiranya kain anda tebal. Oleh kerana kain kami agak nipis dan rata, kami mencetak terus ke bahan dengan tetapan lalai, hanya mematikan rakit dan sokongan apa pun.

Ia berfungsi dengan baik! Ini mungkin disebabkan oleh pelbagai faktor: - permukaan kain ini sangat sesuai untuk dicetak - alat penyemprot kebetulan berada pada suhu yang sempurna pada waktu ini (filamen ini sangat tidak konsisten) - para dewa percetakan 3D dalam keadaan baik dan kami sangat bertuah

Jelas, ini memerlukan lebih banyak ujian.

Langkah 4: Menguji Kekonduksian

Ujian ini menggunakan penyambung regangan eTekstil yang dibuat dengan benang konduktif Karl Grimm. Di dalam penyambung hitam terdapat zigzag benang konduktif yang diasingkan oleh lapisan kain dari kedua sisi. Setiap hujung mempunyai snapet lelaki. Semua bahan ini mempunyai ketahanan yang cukup rendah.

Rintangan melintasi penyambung 30cm, melalui penahan dan melintasi kira-kira 8cm kain konduktif nampaknya sekitar 10 ohm. Ini mengejutkan dan nampaknya tetap stabil walaupun diregangkan. Saya tidak pasti bahawa ini adalah bacaan yang tepat dan berulang!

Langkah 5: Mencetak pada Permukaan yang berbeza

Seterusnya saya memutuskan untuk mencuba Dremel. Ini terutama disebabkan oleh Makerbot yang bersesuaian, tetapi ragamnya selalu bagus. Sekali lagi, temp cetak dan extruder ditetapkan pada 220 °

Saya telah mengusahakan jejak konduktif yang terikat, bertebat, dan tegang untuk eTextiles. Kain ini menggunakan lapisan tekstil terikat dengan Bemis SewFree fusing, filem ikatan panas yang sangat halus. Ini bermaksud sampel kain lebih tebal daripada ujian sebelumnya. Jejak konduktif diasingkan di dalam fabrik powernet dan hanya hujung yang terdedah sebagai pembalut bulat.

Semasa pertama kali saya mencetak fail dengan tetapan lalai, fail itu menghancurkan permukaan kain dan memutarbelitkan cetakannya. Anda dapat melihat hasilnya pada gambar pertama. Snap tidak berfungsi pada masa ini.

Jonathon menunjukkan kepada saya cara memotong fail di Cura dan menaikkan kedudukan permulaan extruder sebanyak 0.4mm.

Untuk ujian seterusnya, saya juga menambahkan lapisan ikatan SewFree ke permukaan yang akan saya cetak. Ini untuk melihat apakah ini membuat perbezaan bagaimana cetakan dipatuhi.

Pada mulanya ia berfungsi dengan baik, seperti yang anda lihat pada gambar terakhir. Malangnya setelah beberapa hentakan, kancing itu longgar dari kain dan jatuh.

Langkah 6: Ujian Cetak Pelbagai

Saya seterusnya mencetak beberapa snap untuk melihat bagaimana arus mengalir melalui dua snap pada kedua-dua hujung jejak konduktif. Oleh kerana saya hanya mempunyai satu snap pada ujian sebelumnya, saya tidak dapat memeriksa. Mungkin cetakan yang dibuat Lara sebelum ini adalah kebetulan.. Saya membuat panel pantas untuk mencuba beberapa cetakan.

Oleh kerana ini adalah ujian, saya memutuskan untuk mencetak setiap gambar secara berasingan, daripada mencuba beberapa gambar pada satu helai kain.

Tiga sebab: 1. Saya tidak mahu meluangkan masa untuk membuat fail susun atur kerana rangkaian kain yang saya percetakan dibuat dengan tidak tepat2. Cetakan sering gagal 3. Saya tidak mahu filamen nakal menyeret kain

Saya membariskan setiap snap ke titik terpusat dan mencetaknya satu persatu. Masing-masing keluar dengan sempurna.

Saya menambah fius SewFree ke beberapa pad konduktif. Anda dapat melihatnya dalam gambar sebagai bulatan putih dan separuh bulatan. Ini adalah kertas sokongan yang akan dikupas. Saya membiarkannya supaya lebih mudah dilihat dalam gambar. Saya fikir akan baik untuk melihat bagaimana fius mempengaruhi kepatuhan pada cetakan yang sama. Mereka semua serupa. Sebilangan besar tersekat, dan beberapa jatuh. Tidak pasti mengapa, tapi saya anggap ini disebabkan perbezaan ketebalan lapisan kain. Semuanya dicetak berturut-turut pada pencetak yang sama dengan tetapan yang sama.

rintangan melintasi jejak konduktif 15cm melalui dua rintangan tahan adalah sekitar 50 ohm. Ini dilakukan sebaik sahaja mencetak dan kelihatan sangat konduktif, jadi kami memerlukan lebih banyak ujian.

Langkah 7: Rintangan Membaca

Pembacaan yang saya ambil dari gambar kelihatan sangat berbeza. Ini juga berubah dari masa ke masa.

Langkah 8: Memasang semula Tangkapan dengan Epoksi Konduktif

Beberapa patah jatuh selepas penggunaan sedikit. Mereka tidak mematuhi bahan ikatan yang ketat seperti ujian sebelumnya.

Pada ketika ini, ada baiknya anda menyelidiki pilihan lain: bolehkah cetakan itu dicetak dan kemudian dilekatkan pada kain selepas itu.

Mungkin benar bahawa gambar boleh dicetak pada kain tertentu tetapi perlu dilekatkan pada kain lain. Ini masih boleh menjadi pilihan.

Saya menggunakan epoksi konduktif dan menempelkan dua kancing di tempatnya untuk melihat apakah gam dapat membuat ikatan dan melakukan dengan pasti.

Sayangnya ini sama sekali tidak sesuai dengan kain. Epoksi ini agak berkapur dan tidak menyukai bahan sintetik yang padat. Walaupun lem membenarkan arus mengalir dalam jumlah kecil, cengkeramannya jatuh setelah satu sentuhan.

Langkah 9: Kesimpulan dan Langkah Seterusnya

Reka bentuk snap ini berfungsi dengan baik untuk ujian pertama. Ia terkunci dengan selamat, dapat mengalirkan arus yang sedikit dan merupakan bukti konsep yang baik.

Malangnya mereka tidak memberikan kekonduksian yang konsisten. Ada yang baik dan yang lain tidak berfungsi sama sekali. Nampaknya penggunaan kain tenunan yang ketat adalah masalah, jadi ini tidak berfungsi dengan baik untuk kain ikatan saya. Menggunakan tenunan lebih terbuka seperti jersi, dan terutama powernet nampaknya pilihan terbaik. Masalahnya adalah bahawa kain yang kurang padat, kekonduksian yang lebih buruk adalah untuk etextiles.

Terdapat beberapa masalah praktikal dengan PLA. Ia cenderung berubah bentuk dan menyusut. Sebilangan gambar segera berfungsi, ada yang memerlukan beberapa penutupan paksa awal sebelum mereka patuh, nampaknya sedikit meregangkan. Beberapa kelihatan terlalu kecil untuk ditangkap sama sekali.. Semuanya sedikit tidak konsisten.

Saya juga pernah membaca bahawa kekonduksian bahan-bahan ini boleh berubah dari masa ke masa. Dalam kes ini saya akan mengatakan bahawa tekanan dari benturan itu sendiri boleh mempengaruhi ini. Mengalirkan arus melalui snap boleh meningkatkan rintangan secara kekal. Ini pasti memerlukan lebih banyak ujian.

terdapat gambaran keseluruhan filamen 3D Black Magic yang cukup baik di sini

Saya mahu menggunakan idea snap ini dalam reka bentuk sarung tangan. Saya ingin mencari cara untuk membuat penyambung yang boleh dilepas untuk sensor regangan. Ideanya ialah fail snap ini dapat disatukan terus ke sensor bercetak 3D untuk menghubungkannya ke litar.

Dalam tinjauan saya mendapati proses ini menarik dan bermaklumat. Ia tidak cukup stabil untuk menghasilkan hasil yang boleh diukur secara konsisten dan saya ingin meneroka lebih jauh dalam eksperimen yang lebih terkawal.

Sekiranya anda mencuba salah satu cetakan ini, sila tinggalkan komen!