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Filamento Condutivo Flexível TPU

Ref.: CONDUCTIVE-FLEX-TPU

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O Filamento Conductivo Flexível baseado no Poliuretano Termoplástico (TPU) de diâmetro 1.75mm é um material altamente flexível desenvolvido por Graphene 3D Lab, e está especificamente desenhado para permitir a impressão em 3D de componentes eletronicamente condutores usando quase qualquer impressora 3D FDM/FFF disponível no mercado.

Este revolucionário filamento conductivo flexível TPU fabricado pelos criadores do filamento conductivo de Grafeno para impressão 3D oferece duas das mais cobiçadas propriedades na impressão 3D: Flexibilidade e condutividade.

O filamento Conductivo Flexível TPU oferece uma resistividade volumétrica de <1.25 Ω-cm (Um pouco mais do duplo que o próprio Filamento Conductivo de Grafeno que é de 0,6 Ω-cm). A resistividade de volume é a medida da resistência de um material à eletricidade dentro de um centímetro cúbico de material. Com o fim de determinar se o material vai cumprir as funções no seu projeto, ter-se-á que ter em conta que a resistência vai mudar dependendo da sua impressão.

Este material flexível e conductivo de eletricidade alonga as capacidades da fabricação aditiva ou impressão 3D e permite encurtar o caminho do desenvolvimento à aplicação comercial.

Imagem 1: Filamento Conductivo flexível.

As principais aplicações do filamento Conductivo Flexível TPU são:

Traças Conductivas Flexíveis e Elétrodos

As principais aplicações são na criação de circuitos eletricamente condutores utilizados para eletrónica flexível. Alguns exemplos de projetos são:

Interface de computadores, arduino e outros componentes
Alimentação dos LED
Teclados digitais (Digital Keyboards), Trackpads
Botões sensíveis à pressão
Eletrónica Wearable
Dispositivos médicos, elétrodos para electrocardiograma (ECG ou EKG)
Elétrodos de superfície neural

Nota: Para poder usar com sucesso o Filamento Conductivo Flexível TPU em aplicações eletrónicas, deve considerar-se a resistência elétrica do circuito. Tenha em conta que este filamento está desenhado para aplicações de baixa corrente.

Blindagem electromagnético e de radiofrequência

A excelente condutividade e flexibilidade do Filamento Conductivo Flexível TPU 1.75mm resulta ser uma grande solução em aplicações de blindaje ou apantallamiento EMI (Interferência electromagnética) e RF (Interferência de radiofrequência) em uma larga gama de indústrias, como por exemplo:

Telecomunicações
Equipamento Hospitalario
Carcaças e embalagens
Aeroespacial e Automotriz
Acolchado absorbente de golpes
Cintos de condução e correias de distribuição, canos flexíveis e conectores.

O apantallamiento EMI / RF utiliza-se para bloquear o campo electromagnético e a radiação electromagnética de radiofrequência dentro de um espaço; é importante utilizar EMI e proteção de RF em um hospital, laboratório, ou em configuraciónes da indústria aeroespacial para proteger contra os sinais da concorrência, já que podem conduzir ao equipamento próprio a dar falsas medições.

O apantallamiento EMI / RF consegue isto mediante o bloqueio de AM, FM, TV, serviços de emergência, e os sinais celulares. O Filamento Conductivo Flexível TPU é ideal para o desenho de escudos de RF / EMI utilizados em elementos altamente personalizados.

O acabamento das peças fabricadas com o filamento Conductivo Flexível TPU apresentam um acabamento negro mate. Quanto à dureza superficial é de Shore 90A em peças impressas e além disso apresentam uma maior estabilidade em frente aos raios UV o que o converte em mais adequado para aplicações no exterior.

A cada bobina de filamento Conductivo Flexível TPU para impressora 3D contém 100 gramas de filamento empacotados ao vazio com uma saca dessecante. Uma vez aberta a bobina é importante não a armazenar em ambientes com pó ou humidade para que não perca as propriedades.

É aconselhável utilizar uma boquilha de aço endurecido ou Olsson Ruby já que a fibra de carbono é bastante abrasiva e desgasta as boquilhas de latão.

Informação geral
Material	TPU/TPE
Formato	100 g
Densidade	- g/cm³
Diâmetro filamento	1.75 mm
Tolerância de filamento	± 0.1 mm
Longitude filamento	-

Propriedades mecânicas
Alongamento ao rompimento	- %
Resistência à tração	- MPa
Módulo de tração	- MPa
Resistência à flexão	- MPa
Módulo de flexão	- MPa
Dureza da superfície	Shore 90A

Propriedades de impressão
Temperatura de impressão	210 ºC
Temperatura cama de impressão	20 - 50 ºC
Temperatura de câmara	✗
Ventilador de capa	✓
Velocidade de impressão recomendada	40 mm/s

Propriedades eléctricas
Resistividade volumétrica	1.25 Ohm / cm

Propriedades térmicas
Temperatura de amolecimento	- ºC

Propriedades específicas
Transparência	✗

Outras
HS Code	3916.9
Diâmetro bobina (exterior)	200 mm
Diâmetro bobina (interior)	52 mm
Largo bobina	55 mm

Este filamento foi desenhado para usar-se com impressões destinadas à operação a temperatura ambiente e para ser utilizado somente em projetos de baixa voltagem e baixa corrente. Não se pode exceder de 12 volts e se deve evitar o uso do filamento para o fornecimento de energia que exceda de 100 mA. O valor de uma resistência é diretamente proporcional ao longo do condutor e inversamente proporcional à secção do mesmo. A resistividad de um metro de filamento de 1.75mm de diámtro é de aproximadamente 5 kΩ.

Deve-se evitar ao máximo a possível contaminação do filamento conductivo flexível como pode ser a sujeira das mãos ou o pó do ambiente. Para isso se recomenda tratar o filamento com luvas e utilizar o Limpiador de filamentos. Recomenda-se um nozzle para a impressão de filamento condutor flexível TPU de ao menos 0,4 mm.

O filamento conductivo flexível TPU tem tendência a aderir às boquilhas (nozzle) de latão pelo que se recomendo limpar a superfície externa da boquilha antes de imprimir com azeite ou lubrificante para disminuír a acumulação do material no exterior da boquilha durante a impressão.

O filamento conductivo flexível TPU 1.75mm deve ser armazenado em um local seco e afastado do pó e outras partículas. O utente deve evitar a exposição prolongada à humidade. A boquilha da impressora 3D sempre deve se lavar antes e após usar o filamento para evitar complicações na impressão. É importante lavar-se as mãos antes e após usar este filamento para evitar contaminar o mesmo.

O material condutor TPU tem uma tendência a aderir à boquilha de impressora de latão. Portanto, recomendamos limpar a superfície externa da boquilha antes de imprimir com qualquer azeite técnico ou doméstico para diminuir a acumulação de material na boquilha durante a impressão. A superfície do filamento foi pretratada com um aditivo especial (não tóxico) e pode se sentir ligeiramente aceitosa ao tacto, no entanto, os objetos impressos tendán um acabado seco e mate (não aceitoso).

As propriedades intrínsecas do filamento conductivo flexível TPU são tais que não se deve deixar inativo no extrusor da impressora 3D (enquanto não se está a imprimir) já que se pode expandir e causar a obstrução do nozzle (Clogging). Por tanto, após a impressão, retire o filamento o antes possível do extrusor. Além disso é muito importante imprimir à temperatura aconselhada (220ºC) já que em caso de imprimí-lo a 180-190 ºC a viscosidade da massa fundida não será optima pelo que expandir-se-á e obstruirá a boquilha, e em caso do imprimir a 250ºC resultará uma degradação parcial junto de uma agregação substancial de nanomateriales produzindo também a obstrução da boquilha.

Por outra parte também é muito importante ter perfeitamente nivelada a base da impressora 3D já que em caso contrário acumular-se-á uma significativa quantidade na superfície externa da boquilha, que ao se solidificar obstruirá o fluxo da massa fundida. Por tanto deve-se limpar a superfície externa da boquilha arrefecida com álcool se isto acontece.

Em caso de uma obstrução total da boquilha para tentar desatascarla dever-se-á tratar de aquecê-la a 200ºC e com um fio de cobre trtar de desatascarla, ou tentar fundir ABS ou PLA (filamentos rígidos) para arrastar o material obstructor, ou submergí-la em acetona, etc. Em caso de não conseguir desatascarla será preciso mudar a boquilha por uma nova. Para evitar isto se deve ter em conta todos os conselhos anteriormente citados.