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Filamento Conduttivo di Grafene

Ref.: GRAPHENE-175

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Il filamento conduttivo di grafene è un materiale prodotto da Graphene 3D Lab e è disegnato specificamente per consentire a qualsiasi utente di stampare componenti conduttori di elettricità con quasi qualsiasi stampante 3D desktop disponibile sul mercato.

Le principali proprietà di questo filamento sono:

Conducibilità elettrica: Il filamento conduttivo di grafene offre una resistività volumetrica di 0,9 ohm x cm. La resistività volumetrica è la misura della resistenza di un materiale al passaggio dell'elettricità all'interno di un centimetro cubo di materiale. Per determinare se il materiale sarà adatto alle funzioni nel tuo progetto, sarà necessario tenere conto del fatto che la resistenza varierà a seconda della tua stampa.
Alta resistenza: Il filamento conduttivo di grafene può anche essere utilizzato per applicazioni che richiedono una resistenza superiore rispetto all'ABS e al PLA.

Le principali applicazioni di questo filamento sono:

Sensori

Il filamento conduttivo di grafene può essere utilizzato per creare sensori capacitivi (touch) utilizzati in una vasta gamma di prodotti elettronici utilizzati nella vita quotidiana. È un materiale eccellente per la progettazione di dispositivi di interfaccia umana. (Penne per dispositivi mobili e tablet).

I sensori capacitivi di rilevamento possono anche essere utilizzati per misurare la prossimità, la posizione, l'umidità, i livelli di liquido e l'accelerazione.

Progetti realizzati:

Controller di gioco
Tastiere digitali
Trackpad
Batterie elettroniche
Controller MIDI

Piste conduttive

Un'altra applicazione del filamento conduttivo di grafene è nella creazione di circuiti conduttivi per utilizzi in elettronica. Tradizionalmente, gli appassionati di stampa 3D per aggiungere circuiti conduttori alle loro creazioni dovevano progettare le parti con le scanalature necessarie per aggiungere successivamente filo di rame una volta completata la stampa. Con il filamento conduttivo di grafene è possibile stampare il cablaggio contemporaneamente al processo di costruzione della parte.

Progetti realizzati:

Interfacce per computer, schede Arduino e altri componenti.
Alimentazione dei LED.
Elettronica indossabile

Nota: La resistenza elettrica di un circuito deve essere considerata al fine di utilizzare con successo il filamento conduttivo di grafene in applicazioni elettroniche; in particolare, il filamento è disegnato per applicazioni a bassa corrente.

Schermatura contro interferenze elettromagnetiche e interferenze radio

La alta conducibilità offerta dal filamento conduttivo di grafene non è eccellente solo per i circuiti stampati in 3D e i sensori; è anche utile per l'uso contro EMI (interferenza elettromagnetica) e in applicazioni di schermatura RF (radiofrequenza) molto importanti in una vasta gamma di settori, tra cui:

Telecomunicazioni.
Attrezzature ospedaliere.
Dispositivi medici.
Scatole e imballaggi.
Aerospaziale e automobilistica

La schermatura EMI/RF viene utilizzata per bloccare il campo elettromagnetico e la radiazione elettromagnetica a radiofrequenza all'interno di uno spazio. È importante utilizzare protezioni EMI e RF in un ospedale, laboratorio o in configurazioni dell'industria aerospaziale per proteggere contro segnali di interferenza, che possono causare misurazioni errate nelle attrezzature proprie.

La schermatura EMI/RF raggiunge questo tra il blocco di AM, FM, TV, servizi di emergenza e seganli cellulari. Il filamento conduttivo di grafene è ideale per il disegno di schermatura contra RF/EMI utilizzati in elementi altamente personalizzati.

Parti mecchaniche e funfunzionali di alta resistenza

Il filamento di grafeno conduttivo è meccanicamente più forte dal ABS e PLA. Può essere utilizzato per pezzi funzionali di stampa 3D come ganci, utensili a mano e i parti che hanno bisogno d'attrezzadura, inclusa la perforazione.

Più informazzione sulle prorpietà del grafene nel seguente link.

Nel seguente video è possibile osservare l'esperimento realizzato in laboratorio per creare una batteria ricarcabile perfettamente funzionante, con una capacità uguale a quella delle normali pile AA: La batteria si carica, fornisce energia ad altri circuiti e, quando si esaurisce, può essere ricaricata nuovamente. Questa batteria può avere qualsiasi forma e, ancora di più, integrarsi in qualsiasi parte durante il processo di producione. In questo modo, può adattarsi alla forma dei diversi dispositivi moderni, sempre più piccoli e complessi, por esempio, dalle occhiali agli orologi o fotocamere di vario tipo.

È consigliabile utilizzare una bocchetta in acciaio indurito opure Olsson Ruby, perchè la fibra di carbonio è piuttosto abrasiva e logora le bocchette in ottone.

Informazioni generali
Materiale	PLA
Formato	100 g
Densità	1.24 g/cm³
Diametro del filamento	1.75 / 2.85 mm
Tolleranza del filamento	± 0.01 mm
Lunghezza filamento	(Ø1.75 mm, 0.1 kg) ±33.5 m / (Ø2.85 mm, 0.1 kg) ±12.6

Proprietà di stampa
Temperatura di stampa	220 ºC
Temperatura della base/letto	50 ºC
Temperatura della camera	✗
Ventaglio di strati	✓
Velocità di stampa consigliata	40 mm/s

Proprietà meccaniche
Allungamento a rottura	- %
Resistenza alla trazione	- MPa
Modulo di trazione	- MPa
Resistenza alla flessione	- MPa
Modulo di flessione	- MPa
Durezza superficiale	-

Proprietà elettriche
Resistività elettrica di superficie	0.6 Ohm/cm

Proprietà termiche
Temperatura di ammorbidimento	55 ºC

Proprietà specifiche
Trasparenza	✗

Altre
HS Code	3916.9
Diametro bobina (esterno)	200 mm
Diametro bobina (interno)	52 mm
Larghezza bobina	55 mm

Il filamento di grafene conduttivo si ammorbidisce a temperature elevate (50 °C) ed è progettato per essere utilizzato a temperatura ambiente in progetti a bassa tensione e corrente. Non deve superare i 12 volt e è consigliabile di evitare di utilizzare il filamento per alimentare dispositivi che richiedano più di 100 mA.

Il valore della resistenza è direttamente proporzionale alla lunghezza del conduttore e inversamente proporzionale alla sua sezione. La resistività di un metro di filamento conduttivo di grafene da 1,75 mm è di 4 kOhm. Le proprietà intrinseche del filamento conduttivo di grafene sono tali che non dovrebbe essere lasciato inattivo nell'estrusore della stampante 3D in quanto potrebbe espandersi e causare l'otturazione del nozzle. Pertanto, dopo la stampa, è consigliabile rimuovere il filamento il prima possibile dall'estrusore.

Si dovrebbe evitare il più possibile la possibile contaminazione del filamento conduttivo di grafene, come sporco dalle mani o polvere dall'ambiente. Per questo si consiglia di maneggiare il filamento con guanti e di utilizzare il detergente per filamenti. Se si effettua una stampa con doppia estrusione, si consiglia di utilizzarlo in combinazione con il PLA. Si raccomanda di utilizzare una bocchetta da 0,5 mm o più grande per evitare intasamenti.

Il filamento conduttivo di grafene deve essere conservato in un luogo asciutto e lontano dalla polvere e da altre particelle. L'utente dovrebbe evitare l'esposizione prolungata all'umidità. La bocchetta della stampante 3D deve essere sempre pulita prima e dopo l'uso del filamento di grafene per evitare complicazioni nella stampa. È importante pulirsi le mani prima e dopo l'uso di questo filamento per evitare di contaminarlo.