FoldTronics: Qatlanan HoneyComb Quruluşlarından istifadə edərək İnteqrasiya Elektronika ilə 3D Obyektlər Yaratmaq: 11 Addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu təlimatda, elektronikanı 3D qatlanmış obyektlərə inteqrasiya etmək üçün 2D-kəsmə əsaslı bir istehsal texnikası olan FoldTronics-i təqdim edirik. Əsas fikir, bir 3D bal pətəyi quruluşuna qatlanmaq üçün bir 2D vərəqi kəsmək və deşməkdir; istifadəçilər qatlanmadan əvvəl elektron komponentləri və sxemləri vərəqə yerləşdirirlər.

İstehsal prosesi, istifadəçilərə funksional interaktiv cihazları sürətlə prototip etməyə imkan verən bir neçə dəqiqə çəkir. Yaranan cisimlər yüngül və sərtdir, beləliklə çəkiyə həssas və qüvvəyə həssas tətbiqlərə imkan verir. Bal pətəklərinin təbiətinə görə yaradılan obyektlər bir ox boyunca düz şəkildə qatlana bilər və beləliklə bu kompakt forma faktorunda səmərəli şəkildə nəql edilə bilər.

Kağız kəsmə maşınından başqa aşağıdakı materiallara ehtiyacınız olacaq:

• Şəffaf PET plastik təbəqə/şəffaflıq filmi
• Mis yapışqan təbəqə/folqa
• İki tərəfli yapışqan təbəqə
• İki tərəfli yapışqan keçirici bant
• Daimi böyük lent və ya yapışan vinil

Addım 1: FoldTronics Proqramını Yükləyin

FoldTronics üçün dizayn vasitəsi, Grasshopper uzantısı olaraq Rhino3D 3D redaktorunda tətbiq olunur. Çəyirtkə bal pətəyi, izolyasiya lenti və dağ/dərə montajı üçün təbəqələri birbaşa ixrac edir. Əlavə olaraq, naqillər yaratmaq üçün, EAGLE elektron dizayn proqramına ULP plagini tətbiq etdik ki, bu da məftil qatını ixrac edir - təbəqələr yığınını tamamlayır.

Dizayn vasitəmiz üçün proqramı GitHub -da tapa bilərsiniz:

Ehtiyacınız olacaq:

• Ən son Rhino5 WIP
• Çəyirtkə
• QARTAL
• Illustrator
• Siluet Studiyası

Addım 2: Proqramdan istifadə edərək cihaz dizaynı

LED sxemini yaratmaq üçün FoldTronics plaginini tətbiq etdiyimiz 3D redaktor Rhino3D -də bir 3D model yaratmağa başlayırıq. 3B modelin əsas formasını yaratdıqdan sonra "çevir" düyməsinə basaraq onu bal pətəyi quruluşa çeviririk. Alqoritm modeli pətək hüceyrələrinə ayıran kimi nəticə 3D görünüşdə göstərilir.

İndi daha yüksək qətnamə ilə LED, batareya və çarpaz hüceyrəli dövrə konnektoru yerləşdirmək üçün hüceyrələrdə kifayət qədər yer olması arasında ən yaxşı alış-verişi tapmaq üçün təqdim olunan kaydırıcıyı istifadə edərək bal pətəyinin qətnaməsini dəyişə bilərik.

Çözünürlük kaydırıcısı həm sütun sayını, həm də hüceyrə sayını eyni vaxtda dəyişdirir, çünki ayrıca sütunlar və satırlar üçün qətnamənin dəyişdirilməsi son şəklin orijinal formadan fərqli olmasına səbəb olardı.

LED, batareya və çarpaz hüceyrəli dövrə konnektoru əlavə etmək üçün onları menyudan komponentlər siyahısından seçirik və müvafiq düyməni basaraq əlavə edirik. Bu avtomatik olaraq seçilmiş elektron komponentin ölçüsünü təmsil edən bir qutunun 3D modelini yaradır. İndi LED və digər elektron komponentləri 3D həcmli bir yerə sürükləyə bilərik. Təsadüfən bir komponenti bir qat və ya etibarsız bir hüceyrəyə yerləşdirsək, avtomatik olaraq növbəti etibarlı hüceyrəyə köçürülür.

1. Kərgədan 3D modeli idxal edin.
2. "Grasshopper" ı işə salın və "HoneycombConvert_8.gh" açın.
3. Kərgədandakı modeli seçin və bir brep komponentini sağ vurun və Grasshopper -da "Bir brep təyin et".
4. Grasshopper Görünüşünün "Uzaqdan İdarəetmə Paneli" ni açın.
5. Kaydırıcıyı istifadə edərək hüceyrənin genişliyini dəyişdirin.
6. "Peteği Dönüştür" düyməsini basaraq modeli bir pətək quruluşuna və 2D kəsilmiş məlumatlara çevirin.
7. Komponenti (mavi rəng) köçürün və "bu siyahıdan komponentləri seçin" ölçüsünü dəyişdirin. (hələ tikinti)
8. "Komponentlər yarat" düyməsini basaraq komponent məlumatlarının yaradılması.
9. "Kəsilmiş məlumatlar yaratmaq" düyməsini basaraq 2D məlumatların yaradılması.
10. "Seçilmiş obyektlər" olan kəsilmiş xətləri AI faylı olaraq ixrac edin.

Addım 3: İstehsal üçün Layları İxrac edin

Elektron komponentlərin yerləşdirilməsini bitirdikdən sonra istehsal üçün təbəqələr yaratmaq üçün "ixrac" düyməsini vururuq. İxrac zamanı, 3D redaktor plagini, prosesin sonrakı mərhələsində ayrı -ayrılıqda yaradılacaq məftilləri olan qat istisna olmaqla, istehsal yığınının bütün qatlarını 2D rəsm sənədləri (. DXF fayl formatı) kimi yaradır.

Qüsurlu tel qatını yaratmaq üçün istifadəçilər elektron dizayn EAGLE proqramında bal pətəyi quruluşunun 2D faylını açır və xüsusi EAGLE ULP plaginimizi icra edir. Plugin, bal pətəyi nümunəsi ölçüsündə bir elektron kart yaradır və sonra hər bir rəngli kvadratı elektron bir komponentə (yəni LED, batareya və çarpaz hüceyrəli dövrə konnektoru) çevirir. Artıq vərəqdə olan elektron komponentlərlə istifadəçilər artıq sxematik qura bilərlər. Nəhayət, istifadəçilər EAGLE-in avtomatik bağlama funksiyasından istifadə edərək, istehsal üçün son itkin təbəqəni bitirən vərəqdə tam sxem qura bilərlər.

** Hal -hazırda ULP plagini hazırlanır. Komponentləri əl ilə qoymaq lazımdır.

Addım 4: İstehsal, Montaj və Qatlama

İndi yaradılan təbəqələri birlikdə əlavə etməyə başlaya bilərik. Layları düzəltmək üçün yalnız hər bir təbəqənin 2D rəsmini (. DXF fayl formatı) kəsmə plotterindən istifadə edərək düzgün qaydada kəsməliyik.

Addım 5: Alt təbəqənin kəsilməsi və deşilməsi

Əvvəlcə əsas təbəqəni (PET plastik) kəsiciyə daxil edirik və dağ, vadi və yarıq xətləri, eləcə də elektron komponentlər üçün işarələr yaratmaq üçün kəsirik və deşirik. FoldTronics prosesi yalnız vərəqi yuxarıdan deşir və ayrı vizual notlar (dağlar üçün nöqtəli xətlər və vadilər üçün kəsikli xətlər) istifadə edərək dağ və vadi xətləri arasında fərq qoyur, çünki daha sonra əks istiqamətlərə qatlanmaq tələb olunur. Alternativ olaraq, FoldTronics prosesi vərəqi hər iki tərəfdən deşdirə bilər, yəni dağları yuxarıdan və vadiləri altdan deşdirə bilər, lakin bunun üçün təbəqənin kəsmə planerinə yenidən daxil edilməsi tələb olunur.

Bütün yarıqlar kəsilərkən, bal pətəyinin konturu yalnız ana təbəqəyə bağlı qalması üçün deşilmişdir ki, bu da sonrakı addımlarda təbəqəni kəsici planterlə daha da işlətməyimizə imkan verir. Nəhayət, elektron komponentlərin lehimlənəcəyi sahələr də hansı komponentin hara getdiyini öyrənməyi asanlaşdırmaq üçün deşilib.

Bu yazıda istifadə olunan obyektlər üçün, qalınlığı 0,1 mm olan PET plastik təbəqələrdən istifadə edirik və təbəqələri kəsici planterlə kəsirik (model: Siluet Portreti, kəsmə parametrləri: bıçaq 0,2 mm, sürət 2 sm/s, güc 10, deşmə parametrləri: bıçaq 0,2 mm, sürət 2 sm/s, güc 6).

Addım 6: Kabelin Mis Bantla Yerləşdirilməsi

Sonra, bütün təbəqə boyunca bir tərəfli mis lent qatını (qalınlığı: 0,07 mm) yerləşdiririk. Vərəqi mis tərəfi yuxarı qalxaraq yenidən kəsici planterə qoyuruq, sonra əsas təbəqəyə kəsilməməsini təmin etmək üçün konfiqurasiya edilmiş tellərin şəklini kəsmək üçün faylı icra edirik (kəsmə parametrləri: bıçaq 0,2 mm, sürət 2 sm) /s, güc 13). Bundan sonra, telin bir hissəsi olmayan mis lentini soyuruq.

Addım 7: İzolyasiya təbəqəsi

Əsas təbəqəni qatladıqdan sonra tellərə toxunmaması üçün qısa bir dövrənin qarşısını almaq üçün bir izolyasiya təbəqəsi əlavə edirik. Bunun üçün bütün təbəqənin üstünə müntəzəm keçirici olmayan bir təbəqə qoyuruq (qalınlığı: 0,08 mm). Vərəqi yalnız elektron komponentlərə bağlanacaq və ya yeni çarpaz hüceyrə dövrə bağlayıcımızdan istifadə edən tel ucları olan ərazilərdə izolyasiya lentini çıxaran kəsici plitə qoyuruq. Kəsmə parametrlərindən istifadə edirik: bıçaq 0.1 mm, sürət 2 sm/s, güc 4.

Addım 8: Qatlandıqdan sonra Dağları/Vadiləri Tutun

Növbəti addımda, həm alt, həm də üst təbəqəyə müntəzəm iki tərəfli lent qatını tətbiq edirik. İki tərəfli bant, qatlandıqdan sonra bal pətəyi quruluşunu tutan vadiləri və dağları birləşdirmək üçün istifadə olunur (dağlar təbəqələrin yuxarı hissəsindən yapışdırılır, vadilər isə aşağıdan yapışdırılır). Vərəqi kəsmə qurğusuna daxil etdikdən sonra, yapışdırılmaması lazım olan bütün sahələrdə iki tərəfli lent kəsilir (kəsmə parametrləri: bıçaq 0,2 mm, sürət 2 sm/s, güc 6). Əlavə olaraq, çapraz hüceyrəli bir dövrə konnektoru da daşıyan bantlı vadilər/dağlar üçün, kəsici qurucu elektron əlaqələr üçün lazım olan sahələri kəsir. Hər iki tərəfi kəsdikdən sonra qalan iki tərəfli lenti soyuruq.

Addım 9: Lehimləmə

Lehimdən əvvəl son bir addımda, indi təbəqədən ayırmaq üçün bal pətəyi modelini kəsdik. Sonra, elektron komponentləri (LED, batareya) bir lehimləmə dəmirindən istifadə edərək tellərə lehimləyirik. Komponentlər kiçik və lehim etmək çətindirsə, alternativ olaraq lehim pastasından da istifadə edə bilərik. Çapraz hüceyrəli dövrə bağlayıcısının lehimlənməsi çətin olduğundan, əlaqəni yaratmaq üçün iki tərəfli keçirici bantdan istifadə edirik.

Addım 10: Qatlama

İndi bal pətəyini birlikdə qatlayırıq.

Addım 11: Yandırın

Dövrəniz hazırdır!