3D štampanje Vodljivi snimci sa grafenom PLA: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

By rachelfreirewww.rachelfreire.comSlijedite Više od autora:

O: dizajneru, kožnom nindži, tehnološkom istraživaču, ruineru manikure Više o rachelfreiru »

Ovo uputstvo dokumentuje moj prvi pokušaj 3D štampanja provodnih spojeva na tkanini. Htio sam 3D ispisati ženski snap koji bi se spojio na običan metalni snap snap.

Datoteka je modelirana u Fusion360 i odštampana na Makerbot Rep2 i Dremelu koristeći Black Magic 3D provodljivi grafen PLA.

Kopče su YKK 'Snapet' otvorene kopče (veličina 12L) i prečnika 7,5 mm. Često ih koriste praktičari eTekstila jer su najmanji dostupni. Možete ih kupiti u različitim veličinama od različitih dobavljača, ali čini se da su standardizirani dizajn. Ovdje kupite veličinu 12.

Cilj mi je istražiti načine izrade odjeće koja je provodljiva i rastezljiva i po mogućnosti ne koristi dijelove od tvrdog metala. Izrada konektora koji su kompatibilni sa postojećim snapovima olakšat će testiranje i ponavljanje.

Ovaj test je radio iznenađujuće dobro i datoteka je vrijedna ispisa, ali definitivno treba mnogo više dotjerivanja. Za sada se može ispisati i testirati kakav jest, ali je definitivno dokaz koncepta, a ne potpuno funkcionirajući snap koji se može pouzdano ispisati, npr. PLA se smanjuje, a zatvarači imaju ograničen vijek trajanja.

Ako odštampate ovu datoteku, ostavite komentar i recite mi svoje nalaze !!

Više slika ovdje:

Ova istraživanja dio su većeg projekta pod nazivom Second Skin, odijelo prototipa za eTekstil. Prenijet ću sve datoteke, uzorke i dokumentaciju kada budu dovršene. Projekt možete pratiti ovdje ili putem moje web stranice:

Također biste trebali provjeriti Rewear by Lara Grant. Ona je radila na modularnom sistemu za nošenje zasnovanom na osnovnoj ploči snap -a 3D štampanih na tkanini. Ona se također fokusira na održivost ovih tehnika, što također vidim kao sastavni dio njihovog budućeg razvoja. Uskoro ćemo integrirati naše eksperimente u namjensku web stranicu s konektorima za tekstil, pa svakako provjerite Larinu web stranicu i Instructables!

Korak 1: Datoteke Fusion360

Datoteka je vrlo brzo modelirana pomoću Fusion360.

Uzeo sam što je moguće više mjerenja iz postojećeg snimka i napravio grubi dizajn. Budući da je snimak tako mali, neke od unutrašnjih proporcija napravljene su nagađanjem, pa će im biti potrebno više igranja.

Link za preuzimanje trenutne verzije ovdje:

Datoteka priložena ovom Instructable -u bio je moj prvi pokušaj. Radilo je prilično dobro. Povezana datoteka (gore) je dotjerana, čineći osnovu snapa čvrstijom. ideja je da bi to pomoglo da se bolje zalijepi za tkaninu. Iako je ovo donekle pomoglo, obje datoteke vrijedi testirati ako želite ispisati ovu verziju. Imao sam uspeha i neuspeha sa obojicom.

Takođe ću naglasiti da sam totalni Fusion novajlija i da sam imao nindžu u podešavanju datoteke iz JON-A-TRON-a. Trebalo bi da provjerite njegove časove 3D štampanja!

Ako želite koristiti veće zaslone (poput 15 mm koji su češći), očekivao bih da se ovoj datoteci može promijeniti veličina i ispisati u ispravnim dimenzijama, a također će se prebaciti i na veće verzije ovog dizajna. Ovo još nisam probao jer pokušavam sve učiniti što je moguće manjim.

Ovi metalni zatvarači su nevjerojatni, ali često je teško pronaći matrice. Koristim Prym vario kliješta za ručno nanošenje kopči i teško je pronaći da matrica odgovara. Tako da sam napravio fusion datoteku za ispis za 12L Snapete;) Opet, nije savršena jer se 3D ispisi imaju tendenciju skupljanja i iskrivljavanja i na kraju pucanja. Ali upravo sam štampao nove kad se to dogodi! Datoteke su pričvršćene za unutrašnju (dio konektora) i vanjsku (pričvršćenje prstena) matricu. Jedan je djelić veći od drugog. Ako ih pogrešno upotrijebite, ugriz će se zalijepiti u matricu.

Korak 2: Test ispisa i postavljanje

Ovaj prvi snimak odštampala je Lara Grant. Ona radi na sličnom projektu izrade snap tkanine i ima odlične instrukcije o 3D štampanju na tkanini. Takođe biste trebali provjeriti njene časove nošenja

To je Black Magic 3D grafen filament i štampan je na Makerbot Rep 2 sa temperaturom štampe i ekstruderom postavljenim na 220 °

Oboje smo testirali tehniku pri kojoj ispisujete osnovni sloj filamenta, pauzirate mašinu da umetnete tkaninu, a zatim nastavite sa štampanjem. To znači da će se vlakna rastopiti oko tkanine i stvoriti brtvu. To možete vidjeti na drugoj slici; ispod tkanine nalazi se filament. Ovaj sloj je prvo odštampan na krevetu, zatim je štampač pauziran i umetnuta je tkanina. Štampač je tada pauziran i štampanje je nastavljeno.

Radilo je nevjerojatno! Prvi pokušaj korištenja datoteke koju sam napravio prije 10 minuta.. Čak je i jako pukla!

Ovaj snimak koji vidite ovdje je odštampan na powernetu. To je materijal koji dosta koristim i koristim za srodni projekt Second Skin koji koristi rastezljiva kola. Četverosmjerno se rasteže i koristi se za donje rublje i odjeću za ples. Radi dobro jer je to fina sintetička mreža. Obično je izrađen od poliamida, tako da vlakno rastopi površinu i dobro se prianja na nju. Nit se takođe može rastopiti u i oko površine same mikrofine mreže.

Powernet ima dobru vlačnu čvrstoću i ako se zategne trakom kada ga položite na krevet, ekstruder ga ne zaglavi.

Korak 3: 3D štampanje na tragu provodljive tkanine

Ova sjajna tkanina je rastezljivi dres pleten sa provodljivim tragovima. Vjerujem da je to čarobnjaštvo Hannah Perner-Wilson i Mike Satomi iz Kobakanta i da je napravljeno po mjeri. Dobili su me na ljetnom kampu eTextiles i odlučili smo da bi ovo bila odlična stvar za testiranje električne veze između tkanine i štampe.

To je jersey tkanina i izgleda kao da su vlakna premazana prije tkanja, umjesto da je provodljivi premaz otisnut nakon proizvodnje. Previše je gust za ispis kroz površinu (kao u prethodnom testu) jer se žarna nit ne bi spojila na isti način kao kroz rupe u mrežnoj mreži.

Postavili smo Makerbot da štampa ravno na vrhu tkanine. ono što vidite gore je prvi probni otisak na ovom materijalu.

Mnogi različiti ljudi testiraju 3D ispis na tkanini, a čini se da se razlikuje ovisno o prirodi ispisa, materijalima i strojevima koji se koriste. Čini se da većina uspjeha uključuje mreže jer je tkanje labavo i vlakno može potonuti kroz tkaninu da stvori vezu.

Neki ljudi spuštaju mlaznicu štampača. Ovo razbija ekstruder u tkaninu i tjera filament u vlakna, ali može povući materijal. Druga je mogućnost podići početnu točku ekstrudera prema gore kako biste započeli ispis, što znači da isječete isječak na takav način da počinje tik iznad debljine tkanine. Pretpostavljam da bi ovo dobro funkcioniralo da vam je tkanina gusta. Kako su naši prilično tanki i ravni, tiskali smo ravno na materijal sa zadanim postavkama, samo isključujući splavove i bilo koju podršku.

Odlično je funkcioniralo! To je moglo biti posljedica različitih faktora:- površina ove određene tkanine bila je idealna za lijepljenje otiska- ekstruder je u ovom trenutku slučajno bio na savršenoj temperaturi (ovo vlakno može biti vrlo nedosljedno)- bogovi 3D štampe bili smo dobro raspoloženi i mi smo imali veliku sreću

Jasno je da ovo zahtijeva dodatna testiranja.

Korak 4: Testiranje provodljivosti

Ovaj test je koristio rastezljivi eTekstilni konektor napravljen od provodljivog navoja Karla Grimma. Unutar crnog konektora nalazi se cik -cak vodljivi konac izoliran slojevima tkanine s obje strane. Svaki kraj ima mušku snapet. Svi ovi materijali imaju prilično nisku otpornost.

Čini se da je otpor preko konektora od 30 cm, preko kopče i preko 8 cm provodljive tkanine oko 10 ohma. Ovo je bilo iznenađujuće i činilo se da ostaje prilično stabilno čak i kad je rastegnuto. Nisam siguran da je ovo tačno i ponovljivo čitanje!

Korak 5: Štampanje na različitim površinama

Zatim sam odlučio isprobati štampanje na Dremelu. To je uglavnom zbog toga što je Makerbot bio zasićen, ali raznolikost je uvijek dobra. Ponovo su temperatura ispisa i ekstruder postavljeni na 220 °

Radio sam na spojenim, izoliranim, rastezljivim vodljivim tragovima za eTekstil. Ove tkanine koriste spojene tekstilne slojeve sa Bemis SewFree fuzijom, super finim filmom za toplinsko vezivanje. To znači da su uzorci tkanine bili deblji od prethodnih ispitivanja. Vodljivi tragovi su izolirani unutar Powernet tkanine i imaju samo krajeve izložene kao okrugle jastučiće.

Kad sam prvi put odštampao datoteku sa zadanim postavkama, razbila se o površinu tkanine i iskrivila otisak. Rezultat možete vidjeti na prvoj slici. Snap ovaj put nije uspio.

Jonathon mi je pokazao kako izrezati turpiju u Curi i podići početnu poziciju ekstrudera za 0,4 mm.

Za sljedeći test također sam dodao sloj SewFree lijepljenja na površinu na koju ću štampati. Ovo je trebalo provjeriti ima li to ikakve razlike u načinu na koji se otisak pridržava.

U početku je radio jako dobro, kao što možete vidjeti na posljednjoj slici. Nažalost, nakon nekoliko škljocanja, kopča se olabavila s tkanine i pala.

Korak 6: Test višestrukog štampanja

Zatim sam pokušao ispisati više snimaka da vidim kako struja protiče kroz dva snimka na oba kraja provodljivog traga. Kako sam na prethodnom testu imao samo jedan radni snimak, nisam mogao provjeriti. Možda je otisak koji je Lara ranije napravila bio slučajnost. Napravio sam brzu ploču da isprobam više otisaka.

Kako je ovo bio test, odlučio sam da ću ispisati svaki snimak pojedinačno, umjesto da pokušavam ispisati više snimaka na jednom komadu tkanine.

Tri razloga: 1. Nisam želio ulagati vrijeme u izradu datoteke izgleda jer je krug tkanine na koji sam štampao napravljen neprecizno2. Otisci često ne uspijevaju 3. Nisam želio da se nečedna vlakna vuku po tkanini

Poređao sam svaki snimak do centralizovane tačke i štampao ih jednu po jednu. Svaka je ispala savršeno.

Dodao sam SewFree osigurač nekim provodljivim jastučićima. Ovo možete vidjeti na slikama kao bijeli krugovi i polukrugovi. Ovo je papirna podloga koja se ljušti. Ostavio sam ga uključenog, tako da se lakše vidi na slikama. Mislio sam da bi bilo dobro vidjeti kako spajanje utječe na pridržavanje na istom otisku. Svi su ispali prilično slični. Većina se zaglavila, a nekoliko je otpalo. Nisam siguran zašto, ali pretpostavljam da je to zbog malih razlika u debljini slojeva tkanine. Svi su brzo štampani na istom štampaču sa istim postavkama.

otpor preko vodljivog traga od 15 cm kroz dvije otporne kopče bio je oko 50 ohma. To je učinjeno odmah nakon tiskanja i činilo se super provodljivo, pa nam je bilo potrebno još testova.

Korak 7: Čitanje otpora

Činilo se da se čitanja koja sam uzeo iz snimki uvelike razlikuju. I to se vremenom mijenjalo.

Korak 8: Ponovno pričvršćivanje spona s provodljivim epoksidom

Neki su zatvarači otpali nakon male upotrebe. Nisu se tako dobro držali čvrsto spojenog materijala kao kod ranijih ispitivanja.

U ovom trenutku vrijedi istražiti drugu opciju: mogu li se snimke ispisati, a zatim zalijepiti za tkaninu.

Možda je istina da se snapovi mogu ispisati na određene tkanine, ali ih je potrebno zalijepiti na druge. Ovo bi još uvijek mogla biti izvediva opcija.

Koristio sam provodljivi epoksid i zalijepio dva zatvarača na mjesto kako bih provjerio može li se ljepilo spojiti i pouzdano provesti.

Nažalost, ovo uopće nije dobro prianjalo na tkaninu. Epoksid je prilično kredan i ne voli gusti sintetički materijal. Iako je ljepilo dopustilo protok male količine struje, udarci su otpali nakon jednog udarca.

Korak 9: Zaključak i sljedeći koraci

Ovaj snap dizajn je jako dobro funkcionirao za prvo testiranje. Sigurno se zatvara, može provesti malu količinu struje i dobar je dokaz koncepta.

Nažalost, nisu dali dosljednu provodljivost. Neki su bili u redu, a drugi uopće nisu radili. Čini se da je korištenje čvrsto tkane tkanine problem, pa ovo ne funkcionira tako dobro za moje lijepljene tkanine. Korištenje otvorenijeg tkanja poput dresa, a posebno powernet čini se najboljom opcijom. Problem s tim je što manje tkanina ima manju provodljivost za tekstil.

Postoji dosta praktičnih problema s PLA. Ima tendenciju deformiranja i skupljanja. Neki od snimaka su odmah djelovali, nekima je trebalo nekoliko početnih prisilnih zatvaranja prije nego što se pridržavaju, naizgled da se malo istegne otisak. Neki su izgledali premali da bi uopće mogli puknuti.. Sve je bilo pomalo nedosljedno.

Takođe sam čitao da se provodljivost ovih materijala može promijeniti s vremenom. U ovom slučaju rekao bih da sam pritisak pucanja može utjecati na to. Također struja kroz snap može trajno povećati otpor. Ovo će svakako uključivati dodatna testiranja.

ovdje postoji prilično dobar pregled Black Magic 3D niti

Želim upotrijebiti ovu snap ideju u dizajnu rukavica. Želim pronaći način da napravim odvojive konektore za senzore istezanja. Ideja bi bila da se ova snap datoteka može integrirati izravno u 3D štampani senzor kako bi se spojila na kolo.

U pregledu sam otkrio da je ovaj proces zanimljiv i informativan. Nije dovoljno stabilan da proizvede konzistentne mjerljive rezultate i želio bih dalje istraživati u kontroliranijim eksperimentima.

Ako isprobate bilo koji od ovih otisaka, ostavite komentar!