科學(xué)家構(gòu)建了新型低成本AJP 3D打印機(jī)，用于創(chuàng)建混合電子
科學(xué)家使用總計(jì)12,000美元的組件來制造其低成本AJP 3D打印機(jī)。通過增材制造雜志拍攝。
使AJP更可實(shí)現(xiàn)
數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)不僅代表AJP設(shè)置，而且代表FFF，材料噴射和薄片層壓系統(tǒng)，是許多3D打印機(jī)的核心組件。從本質(zhì)上講，這些設(shè)備用于在打印過程中定向系統(tǒng)的工具頭，而FFF中低成本MCU的普及是該技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室，制造商空間和學(xué)術(shù)環(huán)境中采用的關(guān)鍵。
但是，傳統(tǒng)上，可訪問的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)受到精度的限制，這使得它們?cè)诠ぷ饔?0-100 µm范圍內(nèi)的AJP機(jī)器中不太有用。 AJP MCU還需要具有廣泛的多任務(wù)處理能力，以創(chuàng)建商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電子產(chǎn)品，通常需要包括價(jià)格昂貴的功能強(qiáng)大的硬件。
而且，高性能微控制器通常是使用專有軟件構(gòu)建的，從而阻礙了所有者針對(duì)特定應(yīng)用定制其機(jī)器的能力。為了使AJP更加易于使用，UTEP科學(xué)家因此開發(fā)了一種更便宜的體系結(jié)構(gòu)以及支持的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），該系統(tǒng)能夠處理移動(dòng)中的多個(gè)任務(wù)。
利用他們的AJP系統(tǒng)，該團(tuán)隊(duì)能夠3D打印溫度敏感電阻器。通過增材制造雜志拍攝。
據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解，該團(tuán)隊(duì)選擇使用40美元的德州儀器（TI）Cortex-M4F MCU作為其新機(jī)器的基礎(chǔ)。該微控制器具有內(nèi)置的UART發(fā)送器和（I2C）電路接口，具有足夠的能力來控制打印機(jī)，同時(shí)將外圍設(shè)備與其運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)同步。
該MCU內(nèi)置于定制的AJP打印機(jī)中，該打印機(jī)具有3軸電機(jī)平臺(tái)，以及用于墨水霧化的繼電器模塊，機(jī)械快門和超聲波霧化器。為了為他們的系統(tǒng)提供高速處理能力，該團(tuán)隊(duì)隨后使用FreeRTOS應(yīng)用程序創(chuàng)建了一個(gè)OS，該OS將其操作分解為簡單的任務(wù)，使其既可管理又可模塊化。科學(xué)家完善算法并組裝好系統(tǒng)后，便用銀墨水武裝它，并制造出一系列對(duì)稱圖案。通過初步測試后，研究人員通過將導(dǎo)電銀沉積到“蛇形”電阻器中來評(píng)估其機(jī)器對(duì)更苛刻應(yīng)用的適用性。
UTEP團(tuán)隊(duì)最后使用導(dǎo)電NP墨水制作了大學(xué)的徽標(biāo)（如圖）。圖片來自《增材制造》雜志。
最終的檢測器具有溫度感應(yīng)功能，并被證明能夠在加熱和冷卻評(píng)估期間提供準(zhǔn)確的讀數(shù)。但是，盡管該團(tuán)隊(duì)的機(jī)器能夠達(dá)到50 µm的打印分辨率，但他們一些較復(fù)雜的測試對(duì)象仍會(huì)散布墨水，他們推測可以通過添加加熱床進(jìn)行糾正，以更好地控制沉積速率。
科學(xué)家的AJP機(jī)器的步進(jìn)速度也比低成本FFF系統(tǒng)的步進(jìn)速度快，但仍比許多高端打印機(jī)慢。為了解決這個(gè)問題，研究小組建議可以通過升級(jí)算法來進(jìn)一步優(yōu)化其方法，并確定在機(jī)器快門等時(shí)間緊迫的部件中進(jìn)行改進(jìn)的特殊機(jī)會(huì)。
在不久的將來，工程師還打算通過GitHub公開提供其低成本AJP 3D打印機(jī)的精確規(guī)格，以使其電子3D打印功能盡可能多地提供給用戶。同時(shí)，可以在下面找到自定義系統(tǒng)的簡要分類。
規(guī)格明細(xì)
.打印分辨率50 µm取決于墨水/參數(shù)
.打印速度20 mm / s，步長約為0.5 µm
.脈沖頻率30 kHz每軸，XY雙向
.未來發(fā)展中的插值線性提前
.安全設(shè)施緊急按鈕軟/受控中止
.支持的文件已實(shí)現(xiàn)RS-274 Gcode自定義M代碼
.自定義MCU命令可能的編程工具路徑
.反饋數(shù)據(jù)電動(dòng)機(jī)位置，MFC壓力用戶配置的數(shù)據(jù)速率
AJP的電子應(yīng)用
在AJP期間，基本上可以將導(dǎo)電油墨噴涂到2D或3D表面上，使其非常適合生產(chǎn)PCB和消費(fèi)電子設(shè)備。總部位于阿爾伯克基的Optomec在這方面是專家，它最近推出了Aerosol Jet HD2 3D打印機(jī)，該打印機(jī)專門用于創(chuàng)建5G電路板。在其他地方，三星電子還安裝了該公司的技術(shù)，以加快其電子生產(chǎn)過程。
更具實(shí)驗(yàn)意義的是，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員獲得了195萬美元的獎(jiǎng)勵(lì)，用于開發(fā)新型的AJP 3D打印神經(jīng)探針。通過他們的項(xiàng)目，該團(tuán)隊(duì)旨在創(chuàng)建一種具有神經(jīng)學(xué)監(jiān)測功能的低成本可重復(fù)生產(chǎn)腦植入物的方法。
同樣，佐治亞理工學(xué)院和漢陽大學(xué)的科學(xué)家也開發(fā)了一種新穎的AJP 3D打印血液監(jiān)測生物傳感器。可伸縮的電子系統(tǒng)具有無電路且低矮的設(shè)計(jì)，使其可以被部署為識(shí)別腦動(dòng)脈瘤治療的一種手段。
中國3D打印網(wǎng)編譯文章！
(責(zé)任編輯：admin)
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