Guides

Composites polymères électriquement conducteurs pour l’impression 3D

La semaine dernière, nous avons examiné les matériaux sûrs ESD pour l’impression 3D. Ce sont des matériaux sans danger contre les décharges électrostatiques et qui sont largement utilisés dans la fabrication électronique.

Dans cet article, nous examinerons les composites polymères à résistivité superficielle plus faible, c’est-à-dire les charges d’impression 3D électriquement conductrices.

Les matériaux conducteurs ont une résistivité de surface inférieure à 1 x 10 5 Ω / sq. Ceci est comparé aux matériaux dissivatifs (ESD) qui se situent dans la plage de 1 x 10 5 Ω / sq à 1 x10 11 Ω / carré

Les conducteurs permettent à l’électricité de circuler, et ont donc un tas d’utilisations potentielles, allant des circuits imprimés 3D, des technologies portables et peut-être même un jour, des substrats conducteurs pour la galvanoplastie.

Voici quelques options pour vous, en fonction du type de processus de fabrication additive que vous utilisez.

Matériaux extrudés

Depuis un certain temps, les filaments sont disponibles sous forme conductrice. Semblable aux matériaux ESD, la conductivité a généralement tendance à être manipulée par l’addition d’une certaine forme de carbone à la charge pendant la fabrication du filament.

De nombreuses petites entreprises proposent ces filaments conducteurs, mais étrangement, nous ne voyons pas grand-chose des grandes entreprises.

Les amateurs de thermoplastiques plus résistants tels que l’ABS, le TPU et le PC seront ravis de savoir qu’il existe de nombreuses options pour les variantes conductrices de ce polymère. Une recherche sur Google du terme «filament X conducteur» (avec «X» étant votre thermoplastique de choix) donnera un choix assez vaste.

Matériaux frittés

Toute personne ayant accès à une machine SLS sera ravie d’apprendre qu’il existe des options disponibles (et en développement) pour ceux qui aiment le frittage.

A lire  Avantages de l'impression 3D de matériaux clairs

Des recherches sont actuellement en cours sur l’ajout de charges métalliques telles que le cuivre et l’aluminium également.

Il existe une variété de méthodes impliquées dans la fabrication de matériaux SLS électriquement conducteurs. Beaucoup impliquent le mélange de carbone dans la matière première, tandis que d’autres se concentrent sur le revêtement des particules réelles avec une charge conductrice, comme vous pouvez le voir dans l’image ci-dessous.

De nombreuses recherches portent sur la forme et la taille des particules d’additif (par exemple sphériques ou paillettes), afin de déterminer les paramètres optimaux pour une liaison réussie et une conductivité électrique accrue.

Photopolymères

Semblable aux matériaux ESD de la semaine dernière, la sélection de résines conductrices est plus petite que les charges d’extrusion et de frittage. La semaine dernière, nous avons souligné que le mélange de particules de carbone dans une résine peut entraîner la décantation du contenu, ce qui peut nécessiter un mélange constant immédiatement avant l’impression.

C’est une explication possible de la petite sélection de ces résines disponibles.

Bien qu’il n’y ait pas beaucoup d’options pour les matériaux conducteurs d’impression SLA / DLP disponibles dans le commerce, les résines conductrices sont en cours de recherche par diverses universités à travers le monde, il y a donc un potentiel pour que le marché se développe, une fois que les fabricants aplanissent les plis, quels qu’ils soient. .

Cette équipe de l’Université de Yeungnam, en Corée du Sud, par exemple, a fabriqué une solution de résine polyacrylate avec des additifs de polyaniline nanofibre et de graphène, pour une conductivité améliorée.

A lire  Meilleures applications d'impression 3D pour Android, iOS et le Web

Une autre équipe, de l’Institut de technologie de Géorgie et de l’Université Xi’an Jiotong, a mélangé des nanotubes de carbone à parois multiples (MWCT) avec des résines et a démontré qu’ils présentent une conductivité. En fait, ces résines de recherche se sont avérées très utiles en effet, s’étant avérées utiles pour les composites à mémoire de forme activés électriquement.

Polymères à mémoire de forme activés électriquement

Dernières pensées

Donc, ce sont essentiellement vos options en matière de matériaux polymères conducteurs. La plupart des produits impliquent l’ajout d’une certaine forme de carbone (généralement du graphène) pour modifier la résistivité de surface, mais nous voyons des chercheurs ajouter des métaux dans les charges d’alimentation SLS pour améliorer la conductivité.

Bien sûr, si vous voulez quelque chose de vraiment conducteur, vous ferez mieux de vous en tenir à des matériaux métalliques. Les plastiques sont excellents pour l’isolation et pas si mauvais pour la protection ESD, mais pour la conductivité, ils ne sont pas si bons.

Il convient de rappeler que si un polymère conducteur peut être 10 ^ 10 fois plus conducteur qu’un filament non conducteur, il est toujours 10 ^ 10 fois MOINS conducteur que le cuivre.

Gardez cela à l’esprit lors de l’achat d’un matériau polymère conducteur, et en cas de doute… lisez toujours la fiche technique.

Tags
Bouton retour en haut de la page
Fermer