用FDM打印机边打印边嵌入电子元件
这项研究让未经改装的FDM打印机用热塑性塑料充当临时胶水,从打印托盘拾取电子元件并在打印过程中嵌入,同时讨论了开环装配的误差问题。
把电子元件和3D打印结构结合在一起并不新鲜,但通常仍需要事后手工装配。Oliver Child 等人的 Print & Place 研究尝试把装配过程直接纳入FDM打印流程:不需要改装打印头,而是让挤出的热塑性塑料充当临时“胶水”,从打印平台上的零件托盘里拾取元件,再移动到目标位置。
打印托盘与G代码调度
流程开始前,先参数化设计并打印一个零件托盘,操作者再把待嵌入的元件摆进去。正式打印时,加入的常规G代码会在合适节点把喷头移到托盘上方,挤出少量塑料粘住元件,将其提起并送到新的位置。之后继续打印,用后续材料把元件包覆、嵌入。
能嵌入哪些东西?
论文演示覆盖了多种零件:预装了元件的小型PCB、成条的导线和编织线,以及用于在导电走线之间建立连接的铆钉。关键在于普通FDM打印机无需定制工具头,就能完成“拾取—放置—继续打印”的连续动作。
开环系统的老问题
作者也指出,这仍是一个开环系统,实验中会遇到拾取失败、放置偏移和接触不稳定等典型问题。一个自然的改进方向是像商用贴片机那样加入摄像头,让固件获得反馈,进行位置修正,或在需要时提醒人工介入。
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