Capricateプラットフォームは3Dプリントされた物体の表面にセンサーを埋め込むことができる

現在、3Dプリントロボットやその他の電子機器は「氾濫」しており、あらゆる場所で見かけるようになりました。しかし、これらのプロジェクトは通常複雑で多くの作業を必要とするため、実際に作成するのは依然として非常に困難です。この問題に対処するために、いくつかの研究プロジェクトでは、3D プリントを一時停止してから電子機器を挿入するなど、さまざまな簡略化された方法を試してきました。最近、ドイツのダルムシュタット工科大学の研究チームがより良い解決策を考案しました。彼らは、カーボン充填ABSフィラメントを使用して3Dプリントされた物体の表面をセンサーに変えることができるCapricateと呼ばれるプラットフォームを開発しました。

研究チームは、公開された関連論文の中で、組み込まれた電子部品が非常に複雑なため、3Dプリンティングは受動的な作業になることが多いと述べています。「感知電極の設計は面倒なだけでなく、専門的なCAD知識も必要です。これは、3D表面上のカスタム形状や領域には、元のモデル上での選択、押し出し、融合などの手動操作が必要であることが一因です。ほとんどの人は個々の電子部品を組み立てることを好みますが、この方法ではオブジェクトの形状が制限されます。当社のCapricateはこれらの問題を完全に解決できます」と研究者は述べています。「これは、マルチマテリアル3D印刷方法と従来の3D印刷材料に基づいて開発されています。静電容量式タッチセンサーを設計および印刷して3D印刷オブジェクトに埋め込むことができるだけでなく、ユーザーは3D印刷オブジェクトの表面に任意の形状のタッチセンサーを簡単に作成できます。」

完了した実験に基づくと、設計自体はほとんど変更せず、標準的な 3D モデリング環境で操作を実行できるため、このシステムは非常に実用的であると思われます。プラットフォームを通じてタッチセンシング領域を追加し、マルチマテリアル 3D プリンターを使用するだけで、完成品を Arduino ボードやタブレットなどの静電容量式マルチタッチサーフェスを含むさまざまなコントローラーに接続できます。信じられないほど簡単そうに聞こえませんか?しかし、それは現実であり、以下のビデオを見れば信じられるでしょう。

中国の3Dプリント専門メディアプラットフォーム「Antarctic Bear」によると、Capricateの仕組みは次の通り。まず、ユーザーは簡単なインタラクティブ技術を使用してモデルの一部を選択し、その後プラットフォームが3D表面上のセンサーの大まかな位置とおおよそのサイズを示す。マウスカーソルがオブジェクトの特定の部分に置かれると、システムはユーザーをサポートするために関連付けられた 3D 画像も表示します。これを使用して、標準の「バナナコネクタ」プラグを介してコントローラに接続するセンサー、または静電容量プレーンを介してスマートフォンやタブレットに接続するセンサーを作成できます。

さらに、このプラットフォームでは、カスタム領域や複雑な表面にセンサーを作成できる 2 つのテクノロジーも実現しています。「最初のテクノロジーは、物体の表面の曲率に完全に適合する湾曲した接触電極を製造することです。製造プロセスを大幅に加速するために、2 番目のテクノロジーでは、平面接触トップと自動センサー校正デバイスを使用して、非導電性材料の変化を測定します」と研究者は説明しています。

そうは言っても、あなたは長い間このことに疑問を抱いていたのではないでしょうか？これは3Dプリントできますか？しかし研究チームは、ほとんどのデスクトップ3Dプリンターは、既存のスライスにカスタムGコードを埋め込むことで簡単に実装できると主張している。「テストでは、デュアルエクストルーダーと炭素含有量5％〜8％の導電性ABS材料（cABS）を備えたUltimaker Original 3Dプリンターを使用しました。」R＆Dチームは、「印刷設定では、最適な押し出し温度230°C、直径0.8mmのノズルを選択し、冷却ファンはオンにしませんでした」と述べた。

異なる材料（センサー用 cABS と通常の表面用 PLA）間の切り替えは多少複雑でしたが、プリントヘッドの詰まりや材料残留物の問題を解決することができました。「詰まりを防ぐために、他の材料を押し出すために元の位置に戻す前に、押出機を非流動状態（導電性材料の場合は 150°C、非導電性材料の場合は 100°C）まで冷却してください」とアドバイスしています。

この技術には現在、高曲率の極めて小さな構造やマルチタッチセンシングを含む形状を印刷できないなどの制限がありますが、それでもこのプラットフォームは極めて価値があります。これまで、R&D チームはこれを使用して、タッチを認識できる指輪、リストバンド、アイフレームなど、多くのウェアラブル製品の 3D プリントに成功しています。時間が経つにつれて、Capricate プラットフォームはより完璧なものとなり、より大きな価値が実現されると信じています。

3ders経由

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