導電性 Filaflex を使用した 3D プリント
電子部品を含むものを 3D プリンターで作成したいと思ったことはありませんか?おそらく、センサー、導電性トレース、または無線周波数ノイズに対するシールドですか?
3D プリント用 FFF/FDM 導電性フィラメント 3D プリントとエレクトロニクスの組み合わせに関心のあるユーザー向けに設計されています。スイッチ、ポテンショメータ、LED、静電容量式タッチ センサーを統合する導電性アセンブリ...これらのおかげで、これらすべてとそれ以上のことが可能になります。
特に導電性コンポーネントの 3D プリントを可能にするために開発 、導電性フィラメントは、印刷が非常に簡単で、市場に出回っているほぼすべての FDM/FFF 3D プリンターと互換性のある材料です。
アプリケーション
その用途は多岐にわたりますが、特に際立っているのは次のとおりです。
センサー
導電性フィラメントは、日常生活で使用される幅広い電子製品で使用される静電容量式 (タッチ) センサーの作成に使用できます。 ヒューマン インターフェース デバイスの設計に最適な素材です (携帯電話とタブレット用のスタイラス ペン)。
ビデオ 1:ポインター ペンシル。出典:プロトパスタ
静電容量センシング センサーは、近接、位置、湿度、液体レベル、加速度の測定にも使用できます。
導電性トラック
導電性フィラメントのもう 1 つの用途は、電気を伝導する回路の作成です。 柔軟な導電性フィラメントの場合、柔軟な電子機器にも適用できる電子機器での使用向け。
画像 1:駆動回路。出典:レクレウス。
従来、3D プリント愛好家は、作品に導電回路を追加するために、プリント後に銅線を追加するために必要な溝を備えたパーツを設計する必要がありました。 導電性フィラメントを使用すると、部品の製造プロセスと同時に配線を印刷できます .
無線周波数ノイズと電磁干渉に対するシールド
導電性フィラメントによって提供される高い導電率は、3D プリント回路やセンサーに優れているだけでなく、EMI (電磁干渉) に対する使用や、幅広い用途での非常に重要な RF (無線周波数) シールド用途にも役立ちます。業界の範囲。 EMI/RF シールドは、空間内の電磁界と無線周波数の電磁放射をブロックするために使用されます。 病院、研究所、または航空宇宙産業の設定では、競合する信号から保護するために EMI および RF シールドを使用することが重要です。競合する信号によって、独自の機器が誤った測定を行う可能性があるためです . EMI/RF シールドは、AM、FM、テレビ、緊急サービス、および電話信号をブロックすることでこれを実現します。導電性フィラメントは、高度なカスタム アイテムで使用される RF/EMI シールドの設計に最適です。
使用のヒント
室温動作を意図したプリントで使用するように設計されています 低電圧、低電流プロジェクトでの使用向け のみ (12 ボルトを超えないこと)、100mA を超える電源には導電性フィラメントを使用しないでください。
導電性フィラメント (PLA) を使用した印刷は、標準の PLA を使用した印刷とほぼ同じくらい簡単です。加熱ベッド付きの 3D プリンターを使用する必要はありませんが、持っている場合は、50 ～ 60 º C で加熱ベッドを使用することをお勧めします。
手や環境からのほこりによる導電性フィラメントの汚染の可能性は、できるだけ避ける必要があるため、乾燥した場所に保管することをお勧めします。 これらおよび/または他の粒子から離れています。また、使用前後に手を洗い、手袋をして扱うことをお勧めします。ユーザーは、湿気に長時間さらされることを避ける必要があります。
ノズル 少なくとも 0.4 / 0.5 mm の導電性フィラメントの印刷に推奨されます . 3D プリンターのノズルは、印刷の複雑さを避けるために、フィラメントを使用する前後に常に洗浄する必要があります。導電性フィラメントは真鍮ノズルに付着する傾向があるため、印刷前にノズルの外面をクリーニングすることをお勧めします オイル (工業用または家庭用) または潤滑剤を使用して、印刷中にノズルの外側に材料が蓄積するのを減らします。プラスチックをはじく塗料も使用できます。
画像 2:プラスチック撥水塗料。出典:スライスエンジニアリング.
導電性フィラメントの固有の特性により、押出機内で放置してはいけません 3Dプリンターの（印刷していないとき）膨張してノズルの目詰まり（目詰まり）を引き起こす可能性があります。したがって、印刷後、フィラメントをできるだけ早くエクストルーダーから取り外し、クリーニング フィラメントを使用する必要があります。
画像 3:フィラメントのクリーニング。出典:スマート マテリアル。
推奨温度で印刷することも非常に重要です 、より低い温度で印刷すると、溶融物の粘度が最適にならないため、溶融物が膨張してノズルを詰まらせます。より高い温度で印刷すると、ナノ材料の実質的な凝集とともに部分的な劣化が起こり、ノズルの目詰まりも引き起こします。
ノズルが完全に詰まっている場合は、ノズルを 200ºC に加熱して目詰まりを解消し、銅線で詰まりを取り除くか、ABS または PLA (硬質フィラメント) を溶かして閉じ込められた材料を引きずります。アセトン等に浸け置きしてください。 それでも改善しない場合はノズルの交換が必要です。これを回避するには、上記のすべてのアドバイスを考慮する必要があります。
一方で、3D プリンターのベースを完全に水平にすることも非常に重要です。 そうしないと、かなりの量の材料がノズルの外面に蓄積し、凝固すると溶融物の流れが妨げられます。したがって、このような場合は、冷却したマウスピースの外面をアルコールで洗浄する必要があります。
市販の導電性フィラメント
導電性 PLA (プロトパスタ): PLA と同様の軟化温度を持つ Proto-Pasta の導電性フィラメントはより柔軟ですが、層間の接着性は低くなります。 1KΩの抵抗器を介してあらゆる要素を制御でき、低電圧回路、低導電率を必要とするデジタルキーボード、arduino、タッチセンサー、ロボット工学、および電子機器に最適です。
Koltron G1 グラフェン フィラメント (Addnorth): Graphmatech社が開発し特許を取得したグラフェンであるAros Grapheneと、優れた機械的、化学的、熱的特性を持つ高度なプラスチックであるポリフッ化ビニリエン（PVDF）をベースにしたマトリックスをドープしたKoltron G1フィラメントは、体積抵抗率がわずか2です。 Ω-cm.
Filaflex 導電性 (レクレウス): 次に、このフィラメントを詳しく見ていきます。
Filaflex 導電性 (レクレウス)
導電性 Filaflex は、柔軟な TPU 弾性フィラメントです。 . 92A 硬度 、破断点伸び 100% に達します .引き伸ばした後、変形や破損することなく元の形状に戻り、優れた機械的特性を示します。 Filaflex 導電性フィラメントは、約 3.9 Ω-cm の体積抵抗率を提供します 、他の導電性フィラメントよりもはるかに高い.
メーカー自身から、このフィラメントを使用して印刷する際に発生する可能性のある疑問を解決できる一連のヒントが提供されています。
<オール>
ビデオ 2:Filaflex Conductive による柔軟性と導電性。出典:レクレウス。
結論として、導電性フィラメントは導電性コンポーネントの 3D プリントを可能にするように特別に設計された材料です。 市場で入手可能なほぼすべての FDM/FFF 3D プリンターを使用して、アディティブ マニュファクチャリングの機能を拡張 または 3D プリントを使用して、開発から商用利用までのパスを短縮できるようにします .
3Dプリント