研究人員在桌面3D打印機(jī)上使用導(dǎo)電細(xì)絲3D打印電阻

魔猴君  行業(yè)資訊   2349天前

一組研究人員使用導(dǎo)電炭和基于石墨烯的燈絲3D打印電阻器，通過這種創(chuàng)新的做法，可以直接建造集成到3D打印物理對(duì)象中的電子元件，設(shè)計(jì)人員可以3D打印嵌入式電子設(shè)備，這是以前人們沒有辦法做到的。

將可生物降解的導(dǎo)電細(xì)絲用于3D打印電路可帶來環(huán)境效益，3D打印技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更多設(shè)計(jì)自由度，使制造商能夠更好地將電子元件集成到物體中。研究人員使用MakerBot Replicator 2X實(shí)驗(yàn)3D打印機(jī)，它具有雙擠出器，用于他們的工作。建造了測(cè)試打印件，然后對(duì)3D打印機(jī)進(jìn)行了兩次修改：擠出器升級(jí)，由于減少了步進(jìn)電機(jī)小齒輪的滑動(dòng)，因此有助于提高打印的一致性，并附加兩個(gè)額外的冷卻風(fēng)扇，每個(gè)擠出器一個(gè)。

在修改之前（a）和之后（b）的試件

然后，研究人員使用Autodesk Inventor CAD軟件設(shè)計(jì)了一個(gè)立方體形狀的電阻器。在每端放置兩個(gè)電極接觸墊。“為了將3D打印電路與LED等外部元件集成在一起，必需提供合適的接觸點(diǎn)，”研究人員解釋說。“3D打印的接觸點(diǎn)應(yīng)提供足夠的剛性，以確保外部元件的安全，同時(shí)最大限度地降由于導(dǎo)電細(xì)絲的電阻特性，接觸電阻在確定測(cè)試樣品的最終體積電阻中起重要作用。由于這些原因，接觸墊被添加到測(cè)試樣品中。”

每個(gè)接觸墊是直徑為5mm的圓柱體。頂部表面覆蓋有銀導(dǎo)電涂料，以最大限度地減少接觸電阻。這在執(zhí)行電阻測(cè)量時(shí)提供均勻的電阻區(qū)域。然后建造具有六個(gè)電阻器的測(cè)試臺(tái)以表征導(dǎo)電PLA沿X方向的體積電阻的變化，并且建造另一個(gè)具有五個(gè)電阻器的測(cè)試臺(tái)以表征PLA沿Y方向的電阻變化。建造兩個(gè)測(cè)試臺(tái)以表征沿Z方向的電阻變化。

3D打印電阻器的電阻率根據(jù)其構(gòu)建方向和3D打印工藝參數(shù)而變化

“x軸上的電阻擴(kuò)展導(dǎo)致電阻率增加，但這種增加不是線性的，”研究人員總結(jié)道。“對(duì)于z軸擴(kuò)展，電阻率增加主要是線性的。y軸膨脹的電阻率與長(zhǎng)度關(guān)系曲線在測(cè)試范圍的中間顯示出最小值。”

點(diǎn)評(píng)：本次測(cè)試為電阻器的設(shè)計(jì)和3D打印提供了一些指導(dǎo)和建議。盡管研究人員使用了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，但3D打印允許從導(dǎo)電材料中建造更復(fù)雜的設(shè)計(jì)并將其整合到電子對(duì)象中。隨著3D打印的導(dǎo)電材料開始變得越來越容易得到，3D打印電子對(duì)象的種類會(huì)擴(kuò)大，會(huì)在各種行業(yè)中開辟了新的應(yīng)用。

來源：中國(guó)3D打印網(wǎng)