لقطات موصلة للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام الجرافين PLA: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

بواسطة rachelfreirewww.rachelfreire.com تابع المزيد من المؤلف:

حول: مصمم ، نينجا جلدي ، مستكشف تقني ، مدمر تجميل الأظافر المزيد عن rachelfreire »

هذه المستندات القابلة للتوجيه محاولتي الأولى لطباعة ثلاثية الأبعاد موصلة على القماش. كنت أرغب في طباعة صورة ثلاثية الأبعاد للأنثى والتي ستتصل بمقطع ذكر معدني عادي.

تم تصميم الملف في Fusion360 وطباعته على Makerbot Rep2 و Dremel باستخدام Black Magic 3D الجرافين PLA الموصّل.

اللقطات هي لقطات مفتوحة الشق YKK 'Snapet' (مقاس 12 لتر) وعرضها 7.5 ملم. غالبًا ما يتم استخدامها من قبل ممارسي المنسوجات الإلكترونية لأنها أصغر ما هو متاح. يمكنك شرائها بأحجام مختلفة من موردين مختلفين ، لكن يبدو أنها تصميم موحد. اشتري مقاس 12 من هنا.

هدفي هو استكشاف طرق صنع ملابس موصلة وقابلة للتمدد ويفضل ألا تستخدم أي أجزاء معدنية صلبة. سيجعل صنع الموصلات المتوافقة مع اللقطات الحالية القابلة للشراء من السهل اختبارها وتكرارها.

نجح هذا الاختبار بشكل مدهش والملف يستحق الطباعة ، لكنه بالتأكيد يحتاج إلى الكثير من التغيير والتبديل. في الوقت الحالي ، يمكن طباعتها واختبارها كما هي ، ولكنها بالتأكيد دليل على المفهوم بدلاً من أداة سريعة تعمل بكامل طاقتها والتي يمكن طباعتها بشكل موثوق على سبيل المثال يميل جيش التحرير الشعبى الصينى إلى الانكماش ، ويكون عمر اللقطات محدودًا.

إذا قمت بطباعة هذا الملف ، فالرجاء ترك تعليق وإخبارنا بالنتائج التي توصلت إليها !!

المزيد من الصور هنا:

هذه الاستكشافات هي جزء من مشروع أكبر يسمى Second Skin ، وهو نموذج أولي للمنسوجات الإلكترونية. سأقوم بتحميل جميع الملفات والأنماط والوثائق فور اكتمالها. يمكنك متابعة المشروع هنا ، أو عبر موقع الويب الخاص بي:

يجب عليك أيضًا التحقق من Rewear by Lara Grant. كانت تعمل على نظام معياري للأجهزة القابلة للارتداء يعتمد على لوح تجارب من اللقطات ثلاثية الأبعاد المطبوعة على القماش. كما أنها تركز على استدامة هذه التقنيات وهو شيء أراه أيضًا جزءًا لا يتجزأ من تطورها في المستقبل. سنقوم بدمج تجاربنا في موقع ويب مخصص للموصلات etextile قريبًا ، لذا تأكد من إطلاعك على موقع Lara الإلكتروني و Instructables أيضًا!

الخطوة 1: ملفات Fusion360

تم تصميم الملف بسرعة كبيرة باستخدام Fusion360.

لقد أخذت أكبر عدد ممكن من القياسات من لقطة موجودة وقمت بتصميم تقريبي. نظرًا لأن الخاطف صغير جدًا ، فقد تم إجراء بعض النسب الداخلية باستخدام التخمين وبالتالي ستحتاج إلى مزيد من اللعب.

رابط تنزيل الإصدار الحالي هنا:

كان الملف المرفق بهذا Instructable هو محاولتي الأولى. عملت بشكل جيد. تم تعديل الملف المرتبط (أعلاه) ، مما يجعل قاعدة الخاطف أكثر صلابة. الفكرة هي أنها ستساعدها على الالتصاق بالنسيج بشكل أفضل. على الرغم من أن هذا قد ساعد إلى حد ما ، إلا أن كلا الملفين لا يزالان يستحقان الاختبار إذا كنت ترغب في طباعة نسخة من هذا. لقد حققت نجاحًا وفشلًا في كليهما.

سوف أشير أيضًا إلى أنني مبتدئ في Fusion ولدي مساعدة النينجا في تعديل الملف من JON-A-TRON. يجب عليك التحقق تمامًا من فصول الطباعة ثلاثية الأبعاد الخاصة به!

إذا كنت ترغب في استخدام لقطات أكبر (مثل 15 مم وهي أكثر شيوعًا) ، أتوقع أن هذا الملف يمكن تغيير حجمه وطباعته بالأبعاد الصحيحة وسوف ينجذب أيضًا إلى الإصدارات الأكبر من هذا التصميم المفاجئ. لم أجرب هذا بعد لأنني أحاول جعل كل شيء صغيرًا قدر الإمكان.

هذه القطع المعدنية مذهلة ، ولكن غالبًا ما يصعب العثور عليها. أستخدم كماشة Prym vario لتطبيق اللقطات باليد ومن الصعب العثور على القالب المفاجئ ليلائم. لذلك قمت بعمل ملف دمج قابل للطباعة لـ 12L Snapets ؛) مرة أخرى ، إنه ليس مثاليًا لأن المطبوعات ثلاثية الأبعاد تميل إلى الانكماش والتشوه والكسر في النهاية. لكني كنت أقوم للتو بطباعة إصدارات جديدة عندما يحدث هذا! يتم إرفاق الملفات للقالب الداخلي (جزء الموصل) والخارج (مرفق الحلقة). واحد هو كسر أكبر من الآخر. إذا كنت تستخدمها بطريقة خاطئة ، فستبقى الخاطف في القالب.

الخطوة 2: اختبار الطباعة والإعداد

تمت طباعة هذه اللقطة الأولى بواسطة لارا جرانت. إنها تعمل على مشروع مشابه يصنع قماشًا سريعًا ولديها تعليمات رائعة حول الطباعة ثلاثية الأبعاد على القماش. يجب عليك أيضًا التحقق من فصولها الخاصة بالأجهزة القابلة للارتداء

إنه عبارة عن فتيل غرافين Black Magic 3D وقد تمت طباعته على Makerbot Rep 2 مع ضبط درجة حرارة الطباعة والطارد على 220 درجة

لقد اختبرنا تقنية تقوم من خلالها بطباعة طبقة أساسية من الفتيل ، وإيقاف الجهاز مؤقتًا لإدخال القماش ثم متابعة الطباعة. هذا يعني أن الفتيل سوف يذوب حول القماش ويخلق عازلًا. يمكنك أن ترى هذا في الصورة الثانية ؛ يوجد خيوط على الجزء السفلي من القماش. تمت طباعة هذه الطبقة على السرير أولاً ، ثم تم إيقاف الطابعة مؤقتًا وتم إدخال القماش. تم إلغاء إيقاف الطابعة مؤقتًا واستمرت الطباعة.

عملت بشكل مذهل! المحاولة الأولى لاستخدام الملف الذي قمت بإنشائه قبل 10 دقائق.. وقد تم التقاطه بشكل مريح حقًا!

تمت طباعة هذه اللقطة التي تراها هنا على powernet. إنها مادة أستخدمها كثيرًا وأستخدمها للمشروع ذي الصلة Second Skin الذي يستخدم دوائر التمدد. إنها قابلة للتمدد بأربعة اتجاهات وتستخدم للملابس الداخلية وملابس الرقص. تعمل بشكل جيد لأنها شبكة تركيبية دقيقة. عادة ما يكون مصنوعًا من مادة البولي أميد بحيث يذوب الفتيل السطح ويلتصق جيدًا به. يمكن أن يذوب الخيط أيضًا داخل وحول سطح الشبكة الدقيقة الدقيقة نفسها.

تتمتع Powernet بقوة شد جيدة ، وإذا تم شدها بشريط لاصق عند وضعها على السرير ، فلن تتعطل بواسطة الطارد.

الخطوة 3: الطباعة ثلاثية الأبعاد على أثر نسيج موصل

هذا النسيج اللامع عبارة عن جيرسي مطاطي محبوك مع آثار موصلة. أعتقد أنه شعوذة هانا بيرنر ويلسون وميكا ساتومي من Kobakant وقد تم تصنيعها حسب الطلب. لقد تلقيت بعضًا منها في eTextiles Summercamp وقررنا أن هذا سيكون شيئًا رائعًا لاختبار الاتصال الكهربائي بين النسيج والطباعة.

إنه قماش جيرسي ، ويبدو أن الألياف كانت مطلية قبل أن يتم نسجها ، بدلاً من الطلاء الموصّل الذي يتم طباعته بعد التصنيع. إنها سميكة جدًا للطباعة من خلال السطح (كما في الاختبار السابق) لأن الفتيل لن يتصل بنفس الطريقة التي يتصل بها من خلال الفتحات الموجودة في شبكة الطاقة.

قمنا بتعيين Makerbot للطباعة مباشرة فوق القماش. ما تراه أعلاه هو أول اختبار طباعة على هذه المادة.

اختبر العديد من الأشخاص الطباعة ثلاثية الأبعاد على القماش ، ويبدو أنها تختلف وفقًا لطبيعة الطباعة والمواد والآلات المستخدمة. يبدو أن معظم النجاحات تتضمن شبكات حيث أن النسج فضفاض ويمكن للخيوط أن تغوص في القماش لتكوين رابطة.

يقوم بعض الأشخاص بخفض فوهة الطابعة. يؤدي ذلك إلى تحطيم الطارد في القماش وإجبار الفتيل في الألياف ولكن يمكنه سحب المادة. هناك خيار آخر وهو رفع نقطة بدء الطارد لأعلى لبدء الطباعة ، مما يعني أنك تقطع الطباعة بحيث تبدأ فوق سماكة القماش. أتخيل أن هذا سيعمل بشكل جيد إذا كان نسيجك سميكًا. نظرًا لأن أجهزتنا رفيعة جدًا ومسطحة ، فقد قمنا بالطباعة مباشرة على المواد بالإعدادات الافتراضية ، وقمنا فقط بإيقاف تشغيل الطوافات وأي دعم.

عملت بشكل جميل! قد يكون هذا بسبب عوامل مختلفة: - كان سطح هذا النسيج المعين مثاليًا للالتصاق بالطباعة - صادف أن يكون الطارد في درجة حرارة مثالية في هذه المرحلة الزمنية (قد يكون هذا الفتيل غير متسق للغاية) - الآلهة الطباعة ثلاثية الأبعاد كانت في مزاج جيد وكنا محظوظين جدًا

من الواضح أن هذا يحتاج إلى مزيد من الاختبارات.

الخطوة 4: اختبار الموصلية

استخدم هذا الاختبار موصل eTextile ممتد مصنوع من خيط Karl Grimm الموصّل. يوجد داخل الموصل الأسود خط متعرج من الخيط الموصّل المعزول بواسطة طبقات نسيج من كلا الجانبين. كل نهاية لها سناب ذكر. كل هذه المواد لديها مقاومة منخفضة للغاية.

يبدو أن المقاومة عبر الموصل 30 سم ، من خلال الخاطف وعبر حوالي 8 سم من القماش الموصّل حوالي 10 أوم. كان هذا مفاجئًا ويبدو أنه ظل مستقرًا جدًا حتى عند التمدد. لست متأكدًا من أن هذه قراءة دقيقة وقابلة للتكرار!

الخطوة الخامسة: الطباعة على أسطح مختلفة

بعد ذلك قررت أن أحاول الطباعة على جهاز Dremel. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن Makerbot كان يتمتع بملاءمة سيئة ، ولكن التنوع دائمًا ما يكون جيدًا. مرة أخرى ، تم ضبط درجة حرارة الطباعة والطارد على 220 درجة

لقد كنت أعمل على آثار موصلة مرهونة ومعزولة ومطاطة للمنسوجات الإلكترونية. تستخدم هذه الأقمشة طبقات نسيجية متماسكة مع صهر Bemis SewFree ، وهو فيلم ربط حراري فائق الدقة. هذا يعني أن عينات القماش كانت أكثر سمكًا من الاختبارات السابقة. يتم عزل الآثار الموصلة داخل نسيج powernet وتكون الأطراف فقط مكشوفة كوسادات مستديرة.

عندما قمت بطباعة الملف بالإعدادات الافتراضية لأول مرة ، تحطم على سطح القماش وشوه الطباعة. تستطيع أن ترى النتيجة في الصورة الأولى. الخاطف لم يعمل هذه المرة.

أظهر لي Jonathon كيفية تقطيع الملف في Cura ورفع موضع بدء الطارد بمقدار 0.4 مم.

بالنسبة للاختبار التالي ، أضفت أيضًا طبقة من روابط SewFree إلى السطح الذي كنت سأطبع عليه. كان هذا لمعرفة ما إذا كان هذا قد أحدث أي فرق في كيفية التصاق الطباعة.

لقد نجحت في البداية بشكل جيد ، كما ترون في الصورة الأخيرة. لسوء الحظ ، بعد بضع مرات ، خففت الخاطف من القماش وسقط.

الخطوة 6: اختبار الطباعة المتعددة

حاولت بعد ذلك طباعة لقطات متعددة لمعرفة كيف يتدفق التيار من خلال لقطتين في أي من طرفي أثر موصل. نظرًا لأنه لم يكن لدي سوى لقطة عمل واحدة في الاختبار السابق ، لم أستطع التحقق. ربما كانت الطباعة التي رسمتها لارا في السابق صدفة.. لقد صنعت لوحة سريعة لتجربة عدة مطبوعات.

نظرًا لأن هذا كان اختبارًا ، فقد قررت أن أطبع كل لقطة على حدة ، بدلاً من محاولة طباعة عدة لقطات على قطعة واحدة من القماش.

ثلاثة أسباب: 1. لم أرغب في استثمار الوقت في إنشاء ملف تخطيط لأن دائرة النسيج التي كنت أطبع عليها لم تكن دقيقة 2. غالبًا ما تفشل المطبوعات 3. لم أكن أرغب في سحب خيوط مارقة عبر القماش

لقد اصطفت كل لقطة حتى تصل إلى نقطة مركزية وقمت بطباعتها واحدة تلو الأخرى. كل واحد خرج على أكمل وجه.

أضفت دمج SewFree إلى بعض الوسادات الموصلة. يمكنك أن ترى هذا في الصور كدوائر بيضاء وشبه دوائر. هذا هو دعم الورق الذي يتم تقشيره بعيدًا. تركته في وضع التشغيل بحيث يسهل رؤيته في الصور. اعتقدت أنه سيكون من الجيد أن أرى كيف أثر الانصهار على الالتصاق عبر نفس المطبوعة. اتضح أنهم جميعا متشابهين إلى حد ما. معظمهم عالقون ، وقليل منهم سقط. لست متأكدًا من السبب ، لكنني أفترض أن ذلك يرجع إلى اختلافات دقيقة في سمك طبقات النسيج. تمت طباعتها جميعًا في تتابع سريع على نفس الطابعة بالإعدادات نفسها.

كانت المقاومة عبر أثر موصل 15 سم من خلال لقطتين مقاومتين حوالي 50 أوم. تم ذلك فورًا بعد الطباعة وبدا موصلاً فائقًا ، لذلك احتجنا إلى مزيد من الاختبارات..

الخطوة 7: مقاومة القراءة

يبدو أن القراءات التي أخذتها من اللقطات تختلف كثيرًا. تغير هذا أيضًا بمرور الوقت.

الخطوة 8: إعادة ربط اللقطات بالإيبوكسي الموصل

سقطت بعض اللقطات بعد قليل من الاستخدام. لم يلتزموا جيدًا بالمواد المتماسكة الضيقة كما هو الحال في الاختبارات السابقة.

في هذه المرحلة ، يجدر البحث عن خيار آخر: هل يمكن طباعة اللقطات ثم لصقها على القماش بعد ذلك.

قد يكون صحيحًا أنه يمكن طباعة اللقطات على أقمشة معينة ولكنها تحتاج إلى لصقها على أنواع أخرى. قد يكون هذا خيارًا عمليًا.

لقد استخدمت الايبوكسي الموصل وألصقت اثنتين من اللقطتين في مكانهما لمعرفة ما إذا كان يمكن للغراء أن يصنع رابطة ويتصرف بشكل موثوق.

لسوء الحظ ، لم يلتصق هذا جيدًا بالنسيج على الإطلاق. الإيبوكسي طباشيري تمامًا ولا يحب المواد الاصطناعية الكثيفة. على الرغم من أن الغراء سمح بتدفق كمية صغيرة من التيار ، إلا أن اللقطات سقطت بعد طلقة واحدة.

الخطوة 9: الخاتمة والخطوات التالية

نجح هذا التصميم المفاجئ جيدًا في الاختبار الأول. يستقر بشكل آمن ، ويمكنه إجراء كمية صغيرة من التيار وهو دليل جيد على المفهوم.

لسوء الحظ لم يعطوا موصلية ثابتة. كان البعض على ما يرام والبعض الآخر لم يعمل على الإطلاق. يبدو أن استخدام الأقمشة المنسوجة بإحكام يمثل مشكلة ، لذا فإن هذا لا يعمل بشكل جيد مع الأقمشة المترابطة. يبدو أن استخدام نسج أكثر انفتاحًا مثل القميص ، وخاصة شبكة الطاقة هو الخيار الأفضل. تكمن المشكلة في ذلك في أنه كلما كان النسيج أقل كثافة ، كان أسوأ من الموصلية الكهربائية هو المنسوجات.

هناك عدد غير قليل من القضايا العملية مع جيش التحرير الشعبي. تميل إلى التشوه والانكماش. عملت بعض اللقطات على الفور ، والبعض الآخر احتاج إلى عدد قليل من عمليات الإغلاق القسري الأولية قبل أن يمتثلوا ، على ما يبدو لتمديد الطباعة قليلاً. بدا البعض صغيرًا جدًا بحيث لا يمكن التقاطه على الإطلاق.. كان كل شيء غير متسق إلى حد ما.

لقد قرأت أيضًا أن موصلية هذه المواد يمكن أن تتغير بمرور الوقت. في هذه الحالة أقول إن ضغط الانجذاب نفسه قد يؤثر على ذلك. كما قد يؤدي تشغيل التيار خلال الخاطف إلى زيادة المقاومة بشكل دائم. سيشمل هذا بالتأكيد المزيد من الاختبارات.

هناك نظرة عامة جيدة على خيوط Black Magic 3D هنا

أريد استخدام هذه الفكرة المفاجئة في تصميم القفازات. أريد أن أجد طريقة لعمل موصلات قابلة للفصل لأجهزة استشعار التمدد. تتمثل الفكرة في أنه يمكن دمج هذا الملف المفاجئ مباشرة في مستشعر مطبوع ثلاثي الأبعاد لتوصيله بدائرة.

في المراجعة وجدت هذه العملية مثيرة للاهتمام وغنية بالمعلومات. إنه غير مستقر بدرجة كافية لإنتاج نتائج متسقة قابلة للقياس وأود أن أستكشف المزيد في تجارب أكثر تحكمًا.

إذا جربت أيًا من هذه المطبوعات ، فالرجاء ترك تعليق!