Capricate平臺可在3D打印對象表面嵌入傳感器

目前，3D打印機器人和其它電子物品已經(jīng)“泛濫成災”，到處都能找到。但是要真正將它們做出來卻依然十分困難，因為這些項目通常很復雜，而且需要的工作量也很大。為解決這一難題，一些研究項目嘗試了多種簡化的方法，比如暫停3D打印然后插入電子器件。最近，德國Darmstadt工業(yè)大學的一隊研究人員想出了一個更妙的解決方案：他們開發(fā)出了一個名為Capricate的平臺，該平臺能夠借助碳填充ABS線材將3D打印對象的表面變成傳感器。

研究團隊在已經(jīng)發(fā)表的相關論文中表示，由于嵌入電子元件非常復雜，3D打印往往是一項被動的工作。“感應電極的設計不僅乏味，而且通產專業(yè)的CAD知識。這部分是因為在3D表面自定義形狀和區(qū)域需要在原始模型上進行選擇、擠出和融合等手工操作。盡管多數(shù)人喜歡組裝單獨的電子元件，但這種方法會限制物體的形狀，而我們的Capricate則可以完全解決這些問題，”研究人員表示，“它是基于多材料3D打印方法和常規(guī)的3D打印材料開發(fā)的，不僅能夠設計和打印電容式觸摸傳感器并將其嵌入到3D打印物體中，而且可令用戶輕松在3D打印物體表面上創(chuàng)建任意造型的接觸式傳感器�！�

根據(jù)已經(jīng)完成的試驗看來，這個系統(tǒng)似乎十分實用，因為設計本身可基本保持不變，同時操作是可以在標準的3D建模環(huán)境中進行的。只需先通過平臺添加接觸傳感區(qū)域，然后使用多材料的3D打印機即，而最終成品可以與包括Arduino板或平板電腦之類的電容式多點觸控表面表面在內的多種控制器相連。聽起來簡單的不可思議對不對？但它的確是真的，看看下面的視頻你就會相信了：

據(jù)中國3D打印專業(yè)媒體平臺南極熊了解，Capricate的工作方式是這樣的：首先，用戶可以借助一種簡單的交互技術選擇模型的各個部分，之后平臺就會指示出傳感器在3D表面的粗略定位和大概尺寸。當鼠標光標停留在物體的某一部分上，系統(tǒng)還會顯示出相關聯(lián)的3D形象以支持用戶。這可用于創(chuàng)建那些通過標準的“香蕉式連接器”插頭與控制器連接，或者通過電容式平面連接智能手機或平板電腦的的傳感器。

另外，該平臺還可實現(xiàn)兩種可以在自定義區(qū)域甚至復雜曲面上創(chuàng)建傳感器的技術：“第一種技術是制造完全與對象表面曲率一致的曲面接觸式電極。而為了明顯加速制造過程，第二種技術則使用了平板表面接觸頂級上和一個自動傳感器校準裝置來在非導電材料上測量變化。”研究人員解釋說。

說到這里想必你已經(jīng)質疑許久了吧？這能進行3D打印嗎？但研究團隊堅卻持稱，只要將自定義的G代碼植入現(xiàn)有的切片中，大多數(shù)的桌面3D打印機都可很容易地實現(xiàn)，“在測試中，我們使用了一臺帶雙擠出機的Ultimaker Original 3D打印機和含碳量5%-8%的導電ABS材料（cABS）。”研發(fā)團隊表示，“至于打印設置，我們選擇了最優(yōu)的擠出溫度230℃，直徑0.8mm的噴嘴并沒有打開冷卻風扇�！�

盡管不同材料（cABS用于傳感器，PLA用于常規(guī)表面）之間的切換有些復雜，但他們還是成功解決了打印頭堵塞和材料殘留問題。“為了防止堵塞，需要將之前用過的擠出機冷卻到非流動狀態(tài)（導電材料到150◦C，非導電材料到100◦C），然后再回到原始位置擠出另一種材料�！彼麄兘ㄗh。

盡管這一技術目前還有一些限制，比如還不能打印那些由高曲率的極小結構組成的幾何圖形或多觸摸感應，不過該平臺還是極具價值的。到目前為止，研發(fā)團隊已經(jīng)利用它成功3D打印出了許多可穿戴產品，比如戒指、腕帶，以及可識別觸摸的眼睛框等。相信加以時日，他們一定會令Capricate平臺更加完善，從而實現(xiàn)更大的價值。

via 3ders