Новый материал для 3Д печати от команды Filamentarno! как всегда вне конкуренции! Расскажем историю создания этого материала.

Конечно, перед тем как вообще начать производство мы изучили предложения на рынке. Нашему удивлению не было предела, когда в попытках найти конкурентный товар, мы чаще всего натыкались на совершенно невнятные предложения некоего токопроводящего АБС без какой-либо сопроводительной информации. Он проводит ток. Точка. А какое у него сопротивление и прочие параметры - умалчивалось. С большим трудом мы нашли хоть какие-то данные буквально у одного продавца. Немного лучше обстояли дела у импортных производителей, как с сопротивлением их токопроводящих композитов, так и с информацией о них.

Пусть вас не пугает обилие цифр, главное - выделено. В ходе опытов выяснилось, что на проводимость образца влияет довольно много факторов, поэтому было решено привести все цифры замеров, чтобы каждый мог сделать свои выводы и пересчитать в удобные ему единицы измерения.

bdfd32880485588eea3b89fd713eb4ad.jpg

Подопытными стали распечатки из #VOLTA с надежными отверстиями под болты и известным объемом и сечением шейки, располагающейся между отверстий. В расчетах учитывался лишь сечение и длина шейки от края до края шайбы.

aacd3ab007defcfddab4b6a5d0b69f8a.jpg

Эксперимент № 1

Длина шейки между шайбами составила 10см, ее ширина 8.5мм, толщина 5мм.
Сечение шейки 8.5х5=42.5мм2
Сопротивление при комнатной температуре составило ~ 173 Ом.

b3657f8eb7f562182c6e78cc7f14371f.jpg

Эксперимент № 2

Длина шейки между шайбами составила 5см, ее ширина 8.5мм, толщина 5мм.
Сечение шейки 8.5х5=42.5мм2
Сопротивление при комнатной температуре составило ~ 71 Ом.

a73d0239ecac4ac78e2a918ab96efe6f.jpg

Эксперимент № 3

Длина шейки между шайбами составила 5см, ее ширина 8.5мм, толщина 2.5мм.
Сечение шейки 8.5х2.5=21.25мм2
Сопротивление при комнатной температуре составило ~ 115 Ом.

bdcffe5f33746085ba4f46920a9bba8a.jpg

Эксперимент № 4

Длина шейки между шайбами составила 5см, ее ширина 8.5мм, толщина 7.5мм.
Сечение шейки 8.5х7.5=63.75мм2
Сопротивление при комнатной температуре составило ~ 53 Ом.

Исходя из того, чему нас учили в школе (кого-то лучше, кого-то хуже...), удельное сопротивление (p) вычисляется так: p=R*S/l
а единица измерения в системе си: Ом*м

В эксперименте №3 площадь сечения шейки образца составила (S) 21.25мм2 а сопротивление ® 115 Ом
Измеренное удельное сопротивление материала: p=115 Ом х 21.25-6м2 / 0.05м = ~0,05 Ом*м

В эксперименте №2 площадь сечения шейки образца составила 43мм2 а сопротивление 71 Ом
Измеренное удельное сопротивление материала: p=71 Ом х 43-6м2 / 0.05м = ~0,06 Ом*м

В эксперименте №4 площадь сечения шейки образца составила 63.75мм2 а сопротивление 53 Ом
Измеренное удельное сопротивление материала: p=53 Ом х 63.7-6м2 х/0.05м =~ 0,07 Ом*м

Средним будем считать результат 0.06 Ом*м

Со скучными цифрами покончено! :) Теперь можно приступать к зажиганию лампочек!
Конечно и тут не обойдется без цифр, желающие могут рассмотреть их на экране мультиметра.

8bd7870b579eddb22347896a027842dc.jpg

Для начала - падение напряжения. Не замечено.

a78ee3ac219cd0410a283d6d60f81ecf.jpg

Ток 30мА

482d65f74378938a68fcc256dfb3dafb.jpg

Ток 110мА

1ca86c701f8a992dfdf93a5fd0f6025a.jpg

Ток 150мА

Лампочки горят, и очень прилично!

И теперь небольшой бонус.

В ходе измерений было замечено, что сопротивление образца довольно чувствительно к изменению температуры. При повышении температуры сопротивление росло, а при ее понижении падало до первоначальных значений. При этом, стабильность результатов измерений натолкнула на мысль о возможности использования этого свойства материала!
Можно спроектировать датчик температуры и разместить эти датчики в толще распечатки, в любой ее точке.

Даже нагрев рукой на несколько градусов дает существенное изменение сопротивления образца.

Однако, хотелось чего-то более динамичного! Для этого образец был предварительно нагрет до 70-80С на столе 3D принтера, а затем резко охлажден потоком сжиженного газа :) (дома не повторять!)

Также, был проведен успешный эксперимент по созданию из образца нагревательного элемента. На образец было подано напряжение 12В. Первоначально, ток составил 250мА. С ростом температуры ток постепенно падал и по достижении температуры 65С составлял уже 160мА. На этом эксперимент был прекращен.

А под конец супербонус :)

Была собрана небольшая гальваническая установка и проведен опыт по гальванопластике. На пробную распечатку из #VOLTA был нанесен довольно приличный слой меди! Без какой-либо предварительной подготовки пластика.
Этому интересному направлению будет посвящена отдельная статья.

644d76d9469eaa44d05d214ad9d11845.jpg

Композит будет доступен в продаже с 05.06.2018. То есть совсем скоро!

Предваряя неизбежные вопросы:
- основа композита: полипропилен. Химически стойкий полимер.
- усадка есть, но печатать можно.
- стоимость 0.5кг катушки композита составит 2500р.
- пробники будут, однако, разбрасываться ими мы не станем ;)

С уважением к Вашему инженерному таланту и творческому мышлению!
Команда "Filamentarno!"