حسگرهای یکپارچه پرینت سه بعدی ممکن است به زودی در نتیجه تحقیقات جدید عرضه شوند.
حسگرهای چاپ سه بعدی یکپارچه: تغییر دهنده بازی
به لطف تحقیقات پیشگامانه در مدارهای پیزوالکتریک، عصر جدیدی از سنسورهای پرینت سه بعدی یکپارچه می تواند در افق باشد. مدارهای پیزوالکتریک در هنگام اعمال فشار، الکتریسیته تولید می کنند، که آنها را برای ایجاد حسگرهای فشار و دکمه های عملیاتی ایده آل می کند.
مواد پلیمری برای مدارهای پیزوالکتریک
مواد پیزوالکتریک سرامیکی وجود دارند، اما مواد پلیمری به دلیل سهولت استفاده و ظرفیت ایجاد هندسه های منحصر به فرد، نوید بیشتری دارند. با این حال، یک چالش وجود دارد: مواد PVdF مورد استفاده برای ساخت آنها اغلب به هندسه های مسطح یا سیمی به دلیل فرآیندهای تولید به کار گرفته شده محدود می شوند. علاوه بر این، اجسام باید تحت درمان پس از پردازش با یک میدان الکتریکی قرار گیرند تا دوقطبی‌های ماده هم‌تراز شوند.
تولید افزودنی قطبی الکتریکی (EPAM)
محققان راه حلی برای این مسائل از طریق فرآیند چاپ سه بعدی جدید به نام Electric Poling Additive Manufacturing (EPAM) کشف کرده اند. فرآیند EPAM ساختارهای PVdF آزاد را چاپ می‌کند و باعث ایجاد فاز β می‌شود که در درجه اول مسئول پاسخ پیزوالکتریک است. این فرآیند شامل کشش میله PVdF مذاب، مرتب کردن مجدد رشته های آمورف در صفحه فیلم و اعمال میدان الکتریکی برای تراز کردن دوقطبی ها است.
محققان همچنین دریافتند که نمونه‌های چاپ شده سه بعدی رفتار مکانیکی ناهمسانگردی را نشان می‌دهند و استحکام سطح پیوند نسبت به سرعت چاپ حساس است. آنها توانستند یک دستگاه کوچک را با استفاده از EPAM پرینت سه بعدی کنند و با موفقیت توانایی خود را در چاپ سه بعدی اجزای پیزوالکتریک نشان دادند.
آینده دستگاه های پرینت سه بعدی فعال
این پیشرفت هیجان انگیز می تواند راه را برای دنیای جدیدی از دستگاه های پرینت سه بعدی فعال هموار کند. یک چاپگر سه بعدی تخصصی مجهز به یک هد چاپ EPAM در کنار هدهای چاپ سه بعدی استاندارد را تصور کنید که قادر به چاپ اشیاء با حسگرها یا دکمه های پیزوالکتریک تعبیه شده مستقیماً روی سطح آنها است. رویکرد پرینت سه بعدی امکان استفاده از حسگرها یا دکمه‌های غیرمسطح را فراهم می‌کند و امکان طرح‌ها و برنامه‌های نوآورانه را باز می‌کند.
علاوه بر این، این فناوری پتانسیل جالبی برای جذب انرژی ارائه می دهد. مدارهای پیزوالکتریک می توانند انرژی را از حرکت و فشاری که در قطعات پرینت سه بعدی وجود دارد، جمع آوری کنند و احتمالاً نیاز به منابع انرژی سنتی قوی تر را کاهش دهند.
از طریق ScienceDirect
منبع: https://www.fabbaloo.com/news/integrated-3d-printed-sensors-with-electric-poling-additive-manufacturing
