3D Printing Konduktif Snaps Dengan Graphene PLA: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Oleh rachelfreirewww.rachelfreire.comIkuti Lainnya oleh penulis:

Tentang: desainer, ninja kulit, penjelajah teknologi, perusak manikur More About rachelfreire »

Instruksi ini mendokumentasikan upaya pertama saya untuk mencetak konduktif 3D pada kain. Saya ingin mencetak 3D jepretan wanita yang akan terhubung ke jepretan pria logam biasa.

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

Kancing adalah kancing cabang terbuka YKK 'Snapet' (ukuran 12L) dan berdiameter 7,5 mm. Mereka sering digunakan oleh praktisi eTextiles karena mereka adalah yang terkecil yang tersedia. Anda dapat membelinya dalam berbagai ukuran dari pemasok yang berbeda, tetapi tampaknya merupakan desain standar. Beli ukuran 12 di sini.

Tujuan saya adalah untuk mengeksplorasi cara membuat pakaian yang konduktif dan elastis dan sebaiknya tidak menggunakan bagian logam keras. Membuat konektor yang kompatibel dengan snap yang dapat dibeli yang ada akan mempermudah pengujian dan iterasi.

Tes ini bekerja dengan sangat baik dan file tersebut layak untuk dicetak, tetapi pasti membutuhkan lebih banyak penyesuaian. Untuk saat ini dapat dicetak dan diuji apa adanya, tetapi jelas merupakan bukti konsep daripada snap yang berfungsi penuh yang dapat dicetak dengan andal mis. PLA cenderung menyusut, dan kancing memiliki masa pakai yang terbatas.

Jika Anda mencetak file ini, silakan tinggalkan komentar dan beri tahu saya temuan Anda!!

Lebih banyak gambar di sini:

Eksplorasi ini adalah bagian dari proyek yang lebih besar yang disebut Second Skin, setelan prototipe untuk eTextiles. Saya akan mengunggah semua file, pola, dan dokumentasi setelah selesai. Anda dapat mengikuti proyek di sini, atau melalui situs web saya:

Anda juga harus memeriksa Rewear oleh Lara Grant. Dia telah mengerjakan sistem modular untuk perangkat yang dapat dikenakan yang berbasis di sekitar papan tempat memotong roti dari kancing 3D yang dicetak pada kain. Dia juga memiliki fokus pada keberlanjutan teknik ini yang merupakan sesuatu yang saya juga lihat sebagai bagian integral dari pengembangan masa depan mereka. Kami akan segera mengintegrasikan eksperimen kami ke situs web konektor etextile khusus, jadi pastikan Anda juga memeriksa situs web Lara dan Instructables!

Langkah 1: File Fusion360

File dimodelkan cukup cepat menggunakan Fusion360.

Saya melakukan pengukuran sebanyak mungkin dari jepretan yang ada dan membuat desain kasar. Karena jepretannya sangat kecil, beberapa proporsi bagian dalam dibuat menggunakan tebakan dan oleh karena itu perlu lebih banyak bermain-main.

Tautan untuk mengunduh versi saat ini di sini:

File yang dilampirkan ke Instructable ini adalah upaya pertama saya. Ini bekerja cukup baik. File yang ditautkan (di atas) telah di-tweak, membuat dasar snap lebih solid. idenya akan membantunya menempel pada kain dengan lebih baik. Meskipun ini agak membantu, kedua file masih layak untuk diuji jika Anda ingin mencetak versi ini. Saya mengalami kesuksesan dan kegagalan dengan keduanya.

Saya juga akan menunjukkan bahwa saya benar-benar pemula Fusion dan memiliki bantuan ninja untuk mengubah file dari JON-A-TRON. Anda harus benar-benar memeriksa kelas pencetakan 3D-nya!

Jika Anda ingin menggunakan snap yang lebih besar (seperti 15mm yang lebih umum) saya berharap file ini dapat diubah ukurannya dan dicetak pada dimensi yang benar dan juga akan snap ke versi yang lebih besar dari desain snap ini. Saya belum mencoba ini karena saya mencoba membuat semuanya sekecil mungkin.

Snapet logam ini luar biasa, tetapi seringkali cetakannya sulit ditemukan. Saya menggunakan tang vario Prym untuk menerapkan snap dengan tangan dan sulit untuk menemukan snap die yang pas. Jadi saya membuat file fusi yang dapat dicetak untuk Snapet 12L;) Sekali lagi, ini tidak sempurna karena cetakan 3D cenderung menyusut dan melengkung dan akhirnya pecah. Tapi saya baru saja mencetak yang baru ketika ini terjadi! File dilampirkan untuk bagian dalam (bagian konektor) dan bagian luar (bagian lampiran cincin) die. Salah satunya adalah pecahan yang lebih besar dari yang lain. Jika Anda menggunakannya dengan cara yang salah, snap akan menempel di die.

Langkah 2: Uji dan Pengaturan Cetak

Snap pertama ini dicetak oleh Lara Grant. Dia sedang mengerjakan proyek serupa membuat kain jepret dan memiliki Instruksi hebat tentang pencetakan 3D pada kain. Anda juga harus memeriksa kelas yang dapat dikenakannya

Ini adalah filamen graphene 3D Black Magic dan dicetak pada Makerbot Rep 2 dengan suhu cetak dan ekstruder diatur ke 220 °

Kami berdua telah menguji teknik di mana Anda mencetak lapisan dasar filamen, jeda mesin untuk memasukkan kain kemudian lanjutkan pencetakan. Ini berarti filamen akan meleleh di sekitar kain dan membuat segel. Anda dapat melihat ini pada gambar kedua; ada filamen di bagian bawah kain. Lapisan ini dicetak di atas tempat tidur terlebih dahulu, kemudian printer dijeda dan kain dimasukkan. Printer kemudian tidak dijeda dan pencetakan dilanjutkan.

Itu bekerja dengan luar biasa! Upaya pertama menggunakan file yang telah saya buat 10 menit sebelumnya.. Dan itu bahkan patah dengan sangat pas!

Snap yang Anda lihat di sini dicetak ke powernet. Ini adalah bahan yang sering saya gunakan dan saya gunakan untuk proyek terkait Second Skin yang menggunakan sirkuit peregangan. Ini adalah peregangan 4 arah dan digunakan untuk pakaian dalam dan pakaian dansa. Ini bekerja dengan baik karena ini adalah jaring sintetis yang halus. Biasanya terbuat dari poliamida sehingga filamen melelehkan permukaan dan melekat dengan baik padanya. Filamen juga dapat meleleh ke dalam dan di sekitar permukaan jaring mikro-halus itu sendiri.

Powernet memiliki kekuatan tarik yang baik dan jika dikencangkan dengan selotip ketika Anda meletakkannya di tempat tidur, itu tidak tersangkut oleh ekstruder.

Langkah 3: Pencetakan 3D ke Jejak Kain Konduktif

Kain brilian ini adalah jersey stretch yang dirajut dengan jejak konduktif. Saya percaya itu adalah sihir Hannah Perner-Wilson dan Mika Satomi dari Kobakant dan dibuat khusus. Saya diberi beberapa di perkemahan musim panas eTextiles dan kami memutuskan ini akan menjadi hal yang bagus untuk menguji sambungan listrik antara kain dan cetakan.

Ini adalah kain jersey, dan sepertinya serat dilapisi sebelum ditenun, bukan lapisan konduktif yang dicetak setelah pembuatan. Terlalu tebal untuk dicetak melalui permukaan (seperti pada pengujian sebelumnya) karena filamen tidak akan terhubung dengan cara yang sama seperti melalui lubang di jaringan listrik.

Kami mengatur Makerbot untuk mencetak langsung di atas kain. apa yang Anda lihat di atas adalah tes cetak pertama pada bahan ini.

Banyak orang yang berbeda telah menguji cetakan 3D pada kain, dan tampaknya berbeda menurut sifat cetakan, bahan dan mesin yang digunakan. Sebagian besar keberhasilan tampaknya melibatkan jerat karena tenunannya longgar dan filamennya dapat meresap melalui kain untuk menciptakan ikatan.

Beberapa orang menurunkan nozzle printer. Ini menghancurkan ekstruder ke dalam kain dan memaksa filamen ke dalam serat tetapi dapat menyeret material. Pilihan lainnya adalah menaikkan titik awal ekstruder untuk memulai pencetakan, yang berarti Anda mengiris cetakan sedemikian rupa sehingga dimulai tepat di atas ketebalan kain. Saya membayangkan ini akan bekerja dengan baik jika kain Anda tebal. Karena milik kami cukup tipis dan rata, kami mencetak langsung ke bahan dengan pengaturan default, hanya mematikan rakit dan penyangga apa pun.

Itu bekerja dengan indah! Ini mungkin disebabkan oleh berbagai faktor:- permukaan kain khusus ini sangat ideal untuk menempel pada cetakan- ekstruder kebetulan berada pada suhu yang sempurna pada saat ini (filamen ini bisa sangat tidak konsisten)- dewa pencetakan 3D sedang dalam suasana hati yang baik dan kami sangat beruntung

Jelas, ini membutuhkan lebih banyak pengujian.

Langkah 4: Menguji Konduktivitas

Pengujian ini menggunakan konektor stretch eTextile yang dibuat dengan benang konduktif Karl Grimm. Di dalam konektor hitam ada benang konduktif zigzag yang diisolasi oleh lapisan kain di kedua sisi. Setiap ujungnya memiliki snapet jantan. Semua bahan ini memiliki resistansi yang cukup rendah.

Hambatan di konektor 30cm, melalui snap dan di sekitar 8cm kain konduktif tampaknya sekitar 10 ohm. Ini mengejutkan dan tampaknya tetap cukup stabil bahkan ketika diregangkan. Saya tidak yakin ini adalah pembacaan yang akurat dan berulang!

Langkah 5: Mencetak pada Permukaan yang Berbeda

Selanjutnya saya memutuskan untuk mencoba mencetak pada Dremel. Ini terutama karena Makerbot sedang mengalami kecocokan, tetapi variasi selalu bagus. Sekali lagi, suhu cetak dan ekstruder diatur ke 220 °

Saya telah mengerjakan jejak konduktif yang terikat, terisolasi, dan elastis untuk eTextiles. Kain ini menggunakan lapisan tekstil terikat dengan sekering Bemis SewFree, film pengikat panas yang sangat halus. Ini berarti sampel kain lebih tebal dari pengujian sebelumnya. Jejak konduktif diisolasi di dalam kain powernet dan hanya ujungnya yang terbuka sebagai bantalan bundar.

Ketika saya pertama kali mencetak file dengan pengaturan default itu menabrak permukaan kain dan mendistorsi cetakan. Hasilnya bisa dilihat di gambar pertama. Snap kali ini tidak berhasil.

Jonathon menunjukkan kepada saya cara mengiris file di Cura dan menaikkan posisi awal ekstruder sebesar 0,4 mm.

Untuk pengujian berikutnya saya juga menambahkan lapisan ikatan SewFree ke permukaan tempat saya akan mencetak. Ini untuk melihat apakah ini membuat perbedaan pada bagaimana cetakan itu dipatuhi.

Awalnya bekerja dengan sangat baik, seperti yang Anda lihat di gambar terakhir. Sayangnya setelah beberapa kali jepret, kancing itu terlepas dari kain dan jatuh.

Langkah 6: Tes Cetak Ganda

Saya selanjutnya mencoba mencetak beberapa jepretan untuk melihat bagaimana arus mengalir melalui dua jepretan di kedua ujung jejak konduktif. Karena saya hanya memiliki satu snap yang berfungsi pada tes sebelumnya, saya tidak dapat memeriksanya. Mungkin cetakan yang dibuat Lara sebelumnya adalah kebetulan.. Saya membuat panel cepat untuk mencoba beberapa cetakan.

Karena ini adalah ujian, saya memutuskan untuk mencetak setiap jepretan satu per satu, daripada mencoba mencetak banyak jepretan pada satu lembar kain.

Tiga alasan:1. Saya tidak ingin menginvestasikan waktu untuk membuat file tata letak karena sirkuit kain tempat saya mencetak dibuat tidak tepat2. Cetakan sering gagal 3. Saya tidak ingin filamen nakal menyeret kain

Saya menjajarkan setiap jepretan ke titik terpusat dan mencetaknya satu per satu. Masing-masing keluar dengan sempurna.

Saya menambahkan sekering SewFree ke beberapa bantalan konduktif. Anda dapat melihat ini dalam gambar sebagai lingkaran putih dan setengah lingkaran. Ini adalah lapisan kertas yang terkelupas. Saya membiarkannya menyala sehingga lebih mudah untuk melihat di gambar. Saya pikir akan lebih baik untuk melihat bagaimana peleburan mempengaruhi kepatuhan pada cetakan yang sama. Mereka semua ternyata sangat mirip. Sebagian besar macet, dan beberapa jatuh. Tidak yakin mengapa, tapi saya berasumsi itu karena perbedaan kecil dalam ketebalan lapisan kain. Semuanya dicetak secara berurutan pada printer yang sama dengan pengaturan yang sama.

resistansi di jejak konduktif 15cm melalui dua kancing resistif adalah sekitar 50 ohm. Ini dilakukan segera setelah pencetakan dan tampak super konduktif, jadi kami membutuhkan lebih banyak tes..

Langkah 7: Resistensi Membaca

Pembacaan yang saya ambil dari bidikan tampaknya sangat berbeda. Ini juga berubah seiring waktu.

Langkah 8: Memasang Kembali Snaps Dengan Epoxy Konduktif

Beberapa kancingnya lepas setelah dipakai sebentar. Mereka tidak melekat dengan baik pada bahan yang terikat erat seperti pada pengujian sebelumnya.

Pada titik ini, ada baiknya menyelidiki opsi lain: bisakah kancing itu dicetak dan kemudian ditempelkan ke kain sesudahnya.

Mungkin benar bahwa kancing dapat dicetak pada kain tertentu tetapi perlu direkatkan ke kain lainnya. Ini masih bisa menjadi pilihan yang bisa diterapkan.

Saya menggunakan epoksi konduktif dan merekatkan dua kancing kembali ke tempatnya untuk melihat apakah lem dapat membuat ikatan dan bekerja dengan andal.

Sayangnya ini tidak menempel dengan baik pada kain sama sekali. Epoxy cukup berkapur dan tidak menyukai bahan sintetis yang padat. Meskipun lem memungkinkan sejumlah kecil arus mengalir, kancingnya jatuh setelah satu jepretan.

Langkah 9: Kesimpulan dan Langkah Selanjutnya

Desain snap ini bekerja sangat baik untuk pengujian pertama. Itu terkunci dengan aman, dapat mengalirkan sedikit arus dan merupakan bukti konsep yang baik.

Sayangnya mereka tidak memberikan konduktivitas yang konsisten. Beberapa baik-baik saja dan yang lain tidak berfungsi sama sekali. Tampaknya menggunakan kain tenun yang rapat adalah masalah, jadi ini tidak bekerja dengan baik untuk kain berikat saya. Menggunakan tenunan yang lebih terbuka seperti jersey, dan terutama powernet tampaknya merupakan pilihan terbaik. Masalahnya adalah semakin sedikit kepadatan kain, semakin buruk konduktivitasnya untuk tekstil.

Ada beberapa masalah praktis dengan PLA. Itu cenderung berubah bentuk dan menyusut. Beberapa snap langsung bekerja, beberapa membutuhkan beberapa penutupan paksa awal sebelum mereka akan mematuhi, tampaknya untuk meregangkan cetakan sedikit. Beberapa tampak terlalu kecil untuk dijepret sama sekali.. Semuanya sedikit tidak konsisten.

Saya juga telah membaca bahwa konduktivitas bahan ini dapat berubah seiring waktu. Dalam hal ini saya akan mengatakan bahwa tekanan gertakan itu sendiri dapat mempengaruhi ini. Juga menjalankan arus melalui snap dapat secara permanen meningkatkan resistensi. Ini pasti akan melibatkan lebih banyak pengujian.

ada ikhtisar yang cukup bagus tentang filamen Black Magic 3D di sini

Saya ingin menggunakan ide snap ini dalam desain sarung tangan. Saya ingin menemukan cara untuk membuat konektor yang dapat dilepas untuk sensor peregangan. Idenya adalah bahwa file snap ini dapat diintegrasikan langsung ke dalam sensor cetak 3D untuk menghubungkannya ke sirkuit.

Dalam tinjauan saya menemukan proses ini menarik dan informatif. Itu tidak cukup stabil untuk menghasilkan hasil terukur yang konsisten dan saya ingin mengeksplorasi lebih jauh dalam eksperimen yang lebih terkontrol.

Jika Anda mencoba salah satu dari cetakan ini, silakan tinggalkan komentar!