2.2 改造方案
本课题的改造对象是一台桌面级FDM打印机,结合前文所述的电路打印成功案例,可采用双喷头送料以实现复合打印。从而确定接下来课题的研究工作主要包括两方面内容:一是选择合适的具有导电性的复合材料,二是根据材料特性设计导电墨水的专用喷头,最后,使用双电机分别控制原塑料喷头和导电墨水专用喷头,打印带电路的完整电子产品。
(1)3D打印设备
按照应用环境分类,主要分为工业级和桌面级两种。工业级一般体积大,打印精度高,可精确到几微米,价格也高,按成型工艺分有FDM、SLA、SLS等。桌面级3D打印机与工业级相比,价格较低,多采用FDM成型工艺,所用材料基本限于塑料,而且由于机械结构和打印头等原因,产品的表面质量和精度都不如SLA、SLS,精度大约在0.1mm左右。也有光固化桌面级3D打印机,现在普遍采用的是DLP技术(光固化技术的一种)所用的材料多为液态光敏树脂,精度最高为0.025mm。本课题采用的是桌面级FDM打印机,各项参数见表2.1。
表2.1 某桌面级3D打印机性能参数
喷头数量 液晶屏 支持文件格式 支持材料 材料直径
单 有 .STL,G-CODE ABS,PLA 1.75mm
成型尺寸 层厚 喷嘴直径 XY轴定位精度 Z轴定位精度
260*200*180mm 0.1-0.4mm 0.4mm 0.011mm 0.004mm
机器尺寸 机器重量 工作电压 环境要求
460*420*360mm 7KG 12V 15-35℃,湿度20-50%
(2)3D打印材料
为确保打印功能,桌面级3D打印机所选用的材料既要有适当的熔点,也要有较好的粘滞性,同时还要达到产品快速成型的目的[28]。ABS和PLA是目前桌面级3D打印机使用的两种最常见的材料。ABS耐热、耐低温、耐化学药性,且易于进行着色处理、喷镀、焊接、热压以及粘结,但硬度不够;PLA能生物降解,有较好的生物相容性、光泽度、透明性,和良好的耐菌性、阻燃性、抗紫外性,但软化温度低。
原挤出头使用ABS或PLA线材,导电墨水喷头使用具有导电性的复合材料。
(3)3D打印技术
打印机采用的是熔融沉积( )成型工艺,电路打印过程可分为三个阶段进行,源^自#优尔?文,论.文'网[www.youerw.com:首先,用原挤出头打印主体部分的塑料结构,预留电路空间;然后,换用导电墨水喷头,在预留空间中打印电路;最后,在导电墨水固化后,换回原挤出头,打印剩下的主体结构,得到完整产品。
桌面3D打印设备改造复合打印(4):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_52036.html