立體列印的擴大發展除了機器不斷跟進研發外,使用的材料也是現在研究人員關注的重點。
如果有一天電玩玩家能夠自行列印遊戲機手把是否相當吸引人呢? 有別以往,立體列印的材料將新添加導電塑膠,新材料不僅能夠自己製作,進而更能讓使用者依照自己需求結合科技,創作出更多的產品可能。



我們常說,立體列印技術要想成為市場主流,光靠硬化塑膠一種材料是絕對不夠的。近來,英國華威大學(University of Warwick)的研究人員有了重大突破,他們成功地將導電塑膠用於立體列印技術中,稱此新材料為「碳膜」(carbomorph)。

領導研究團隊的Simon Leigh博士表示:「起初,立體列印的成品其實不太實用,讓我們有點灰心。」

不過,有了碳膜之後,情況完全不同了。透過這項材料,人們不僅能將電路直接打印在物體上,還能對這項材料加工,作成遊戲機手把上的按鈕、手套內部的屈指感應器、咖啡杯裡的熱感應器等,該團隊的研究報告與實際展示過程,皆有清楚的說明。




當你戴著圖中這副手套彎曲手指,上頭的碳膜電阻(圖中的黑線)
量值就會改變,如此便能作為感應器,量測手指關節的彎曲程度。



這項材料最大的賣點是,它和現有的立體列印機完全相容。團隊進行材料測試時,將碳膜放入Bits and Bytes公司生產的BFB-3000列印機,並在一般的「PLA塑膠」模式測試列印效果。Leigh表示,想要有好的導電度,又想採用不需於特殊模式下列印的材料,兩者之間的平衡是最大的挑戰。

有些立體列印機能一次打印兩種材料,在碳膜誕生後,使用者就能一次把電路、插槽、感應器等元件打印在物體上,而且是立體的。迫不及待想動手操作了嗎?Leigh表示,他們的目的就是讓每個人都能自製碳膜。

「這項研究的目的之一,就是要作出一種非常單純的材料,這麼一來,對碳膜有興趣的玩家,都能自行製作,」他說,「有了材料之後,就能根據個人需求,將身邊的科技與之結合,這正是我們的理念。」

為了達成目標,研究團隊將他們產製碳膜的方法全都記錄在報告裡,並放上網路供大家免費下載。玩家只要擁有所需設備,且確定安全無虞,就可以照著步驟製作屬於個人的碳膜材料。

如果是非玩家呢?Leigh表示,研究團隊正試著將碳膜包裝成商品,供非玩家選購,此外,考慮到未來的市場發展,團隊也正在開發其他新材料。

「材料種類包山包海,立體列印機要把所有材料印在一起,實在是相當困難。」他說,「在我看來,這會是下一波研發重點,而且,只要投入心力、花點巧思,應該就能克服問題了。」



碳膜跟一般的塑膠板一樣都能打印。如圖所示,插槽只要一通過
立體列印機,就能搭配電容式按鍵,立刻接線運作。



以下是打造「碳膜」的八個簡單步驟:

1. 將碳黑置入40 mL的二氯甲烷,攪拌後,加入3克熱塑性塑膠
2. 持續攪拌1小時
3. 將混合物倒在玻璃板上
4 .將整塊板子放進通風櫥裡,風乾1小時
5. 將膜取下,放入攝氏80度的熱水,浸泡1分鐘
6. 將膜置入兩片玻璃板中間,繼續壓扁
7. 重複加熱和壓扁的步驟,直到薄膜厚度達3公釐,即為「碳膜」
8. 將產物冷卻2小時

理論上,最後的產物既能導電,又能和現有的立體列印機相容,完全不需要調整機器設定,想知道更多細節,可參考這份公開的研究報告








I Original: WIRED I


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