Używanie metody łączenia 3D w celu tworzenia elastycznych układów elektronicznych

Naukowcy wykorzystali dyszę współosiową do procesu; zewnętrzna dysza została użyta do wytłaczania elastycznego materiału silikonowego, podczas gdy wewnętrzna dysza wytłaczała ciekły metal.

"Zasada tego sposobu polega na ciągłym kontakcie i wytłaczaniu zewnętrznego wysoce lepkiego utwardzacza z jego wewnętrzny ciekły metal hamuje kulkowanie ciekłego metalu, zapewniając ciągły wypływ płynnego metalu i pomyślne drukowanie 3D w ciekłym metalu "- wyjaśniają naukowcy. "Jednocześnie elastyczny materiał silikonowy odgrywa ważną rolę w izolowaniu powietrza, zapobiegając degradacji właściwości ciekłego metalu i będąc elastycznym materiałem kapsułkującym do elastycznych obwodów. Odpowiednie parametry procesu są wybierane w celu zapewnienia pomyślnego procesu drukowania. W porównaniu z innymi metodami, ta metoda może być wykorzystana do szybkiego drukowania żądanych struktur za pomocą zaprogramowanej ścieżki. "

Podstawowymi komponentami systemu była drukarka 3D na biurko, dysza współosiowa i pompy wtryskowe.

"Aby wyprodukować elastyczną elektronikę, wykonaliśmy następujące kroki" - kontynuują naukowcy. "Najpierw, pompy wtryskowe wytłaczały GLM do wewnętrznej strzykawki z tępymi igłami dyszy z odpowiednim natężeniem przepływu Q1 (powyżej 0,25-0,75 ml / s) i wytłaczano utwardzalne szczeliwo do zewnętrznej wnęki dyszy z natężeniem przepływu Q2 ( powyżej 2-4 μL / min) w celu wytworzenia włókna współosiowego. Następnie kod G wprowadzono do komputera, aby kontrolować etapy XY pulpitowej drukarki 3D w celu wydrukowania żądanego obwodu elektronicznego. Co więcej, zmotoryzowany stopień Z może pracować z etapami XY, aby ułożyć planarny obwód elektroniczny w strukturę 3D. Ponadto zmotoryzowany stopień Z można wykorzystać do zainstalowania innych urządzeń pomocniczych do budowy specjalnych struktur 3D. "

Naukowcy wykorzystali swoją technikę do drukowania 3D cewki spiralnej cewki. Następnie wkleili oba końce induktora na efektor końcowy endoskopu, aby zmierzyć ruch przestrzenny endoskopu. Po obróceniu uchwytu, indukcyjność czujnika zmieniała się regularnie. Ponadto, reakcja indukcyjna czujnika była bardzo czuła, pokazując, że czujnik ma dobrą odpowiedź dynamiczną i może być wykorzystany do oceny jałowego skoku monitorowania endoskopowego.

Problem z drukowaniem ciekłego metalu jest taki, że wychodzi raczej jak piłka niż strumień; jednak, drukowanie go tak, aby wszedł w ciągły kontakt z lepkich elastycznych materiałów zahamowanyto balowanie. Pozwoliło to badaczom drukować w 3D rozciągliwe komponenty elektroniczne, które wykazały doskonałą wydajność podczas testów. Według naukowców jest to pierwsza produkcja nowego typu wielofunkcyjnego, rozciągliwego czujnika indukcyjności.

"W porównaniu z czujnikami rezystancyjnymi i czujnikami pojemnościowymi, czujniki indukcyjne są bardziej niezawodne i mają niższe wymagania technologiczne, ponieważ skuteczność wykrywania czujnika indukcyjnego zależy tylko od parametrów geometrycznych i liczby obrotów spiralnej rury i nie ma na niego wpływu zmiana przewodnictwa ciekłego metalu ", stwierdzają naukowcy.

Autorami publikacji są Yong He, Luyu Zhou , Junfu Zhan, Qing Gao, Jianzhong Fu, Chaoqi Xie, Haiming Zhao i Yu Liu.