研究人員在桌面3D打印機上使用導電細絲3D打印電阻

魔猴君  行業(yè)資訊   2382天前

一組研究人員使用導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打印物理對象中的電子元件，設(shè)計人員可以3D打印嵌入式電子設(shè)備，這是以前人們沒有辦法做到的。

將可生物降解的導電細絲用于3D打印電路可帶來環(huán)境效益，3D打印技術(shù)可實現(xiàn)更多設(shè)計自由度，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實驗3D打印機，它具有雙擠出器，用于他們的工作。建造了測試打印件，然后對3D打印機進行了兩次修改：擠出器升級，由于減少了步進電機小齒輪的滑動，因此有助于提高打印的一致性，并附加兩個額外的冷卻風扇，每個擠出器一個。

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)計了一個立方體形狀的電阻器。在每端放置兩個電極接觸墊。“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，”研究人員解釋說。“3D打印的接觸點應提供足夠的剛性，以確保外部元件的安全，同時最大限度地降由于導電細絲的電阻特性，接觸電阻在確定測試樣品的最終體積電阻中起重要作用。由于這些原因，接觸墊被添加到測試樣品中。”

每個接觸墊是直徑為5mm的圓柱體。頂部表面覆蓋有銀導電涂料，以最大限度地減少接觸電阻。這在執(zhí)行電阻測量時提供均勻的電阻區(qū)域。然后建造具有六個電阻器的測試臺以表征導電PLA沿X方向的體積電阻的變化，并且建造另一個具有五個電阻器的測試臺以表征PLA沿Y方向的電阻變化。建造兩個測試臺以表征沿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軸上的電阻擴展導致電阻率增加，但這種增加不是線性的，”研究人員總結(jié)道。“對于z軸擴展，電阻率增加主要是線性的。y軸膨脹的電阻率與長度關(guān)系曲線在測試范圍的中間顯示出最小值。”

點評：本次測試為電阻器的設(shè)計和3D打印提供了一些指導和建議。盡管研究人員使用了簡單的設(shè)計進行研究，但3D打印允許從導電材料中建造更復雜的設(shè)計并將其整合到電子對象中。隨著3D打印的導電材料開始變得越來越容易得到，3D打印電子對象的種類會擴大，會在各種行業(yè)中開辟了新的應用。

來源：中國3D打印網(wǎng)