Additive manufacturing has recently become an increasingly available, affordable, and versatile technology for industry and enthusiasts alike. One opportunity that this provides is using conductive filament to print electronic sensors and components. This thesis addresses some of the possibilities and limitations of using conductive filament for constructing electronic sensors and components. Using Protopasta Conductive polylactic acid filament, several components were printed and tested. Printed components include resistors, capacitors, strain gauges and touch sensors. To all components connector pad were added to create a uniform interface between filament and metal. Resistors were printed with varying geometry, ranging from lengths 12 mm to 60 mm and height 1 mm to 4 mm. Their resistances were measured and found to range from 250 Ω to 1600 Ω. Circular capacitors were printed with diameters, 2 cm, 3 cm and 4 cm respectively. However, the capacitors showed no capacitance during measurements, indicating that this material with its high resistivity is unsuitable for creating capacitors. Strain gauges and touch sensors were also constructed, showing that there is a potential for using this filament. The strain gauges had a resistance increase that depended heavily on geometry; straight components had a resistance increase up to 15 % for 40° angle bends, where as gauges with bends had close to zero increase. Two proof-of-concept prototypes of touch sensors were also constructed, showing that the material can be used for this purpose. Creating high quality prints with the filament proved difficult; it had a tendency of clogging the printer, printing unevenly, and showed poor layer adhesion. Primary future work is to improve the printing process. / Additiv tillverkning har de senaste decennierna alltmer blivit tillgängligt, billigare och mer mångsidigt, och kan nyttjas av industri och entusiaster. En möjlighet som uppkommit är att additiv tillverkning möjliggör konstruktion med konduktiva filament, för att printa exempelvis sensorer och elektriska komponenenter. Denna rapport behandlar möjligheter och begränsningar av att använda konduktivt filament för sensorer och elektriska komponenter. Med Protopasta Conductive PLA (PolyLactic Acid) filament har flera komponenter printats och testats. Printade komponenter inkluderar resistorer, kondensatorer, töjningsgivare och vidröringssensorer. Till alla komponent har tillagts kontaktytor för att skapa ett enhetligt gränssnitt mellan filament och metall. Resistorer har printats med varierande geometri, från längder mellan 12 mm och 60 mm till tjocklekar mellan 1 mm och 4 mm. Resistanserna mättes och låg mellan 250 Ω och 1600 Ω. Cirkulära kondensatorer printades med diametrarna 2 cm, 3 cm och 4 cm. Däremot visade kondensatorerna ingen kapacitans under mätningar, vilket indikerar att detta material med sin höga resistivitet är olämpligt för att skapa kondensatorer. Töjningsgivare och vidröringssensorer har också konstruerats. Töjningsgivaren har en resistans som beror kraftigt på geometrin; raka komponenter uppvisade en resistansökning på uppemot 15 % för 40° böjningar, medan töjningsgivare med öglor hade en resistansökning nära noll. Två prototyper av vidröringssensorer konstruerades och verifierades, vilket visar att materialet kan användas till detta syfte. Att få högkvalitativa utskrifter med filamentet visade sig vara svårt; filamentet tenderade till att täppa till skrivarens munstycke, ge ojämna utskrifter och uppvisade dålig fästning mellan lagren. Huvudsakligt framtida arbete är att förbättra utskriftsprocessen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-320392 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Forsberg, Joar |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:356 |
Page generated in 0.0023 seconds