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Filamento Condutivo de Grafeno

Ref.: GRAPHENE-175

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O filamento condutivo de grafeno é um material fabricado por Graphene 3D Lab, está desenhado especificamente para permitir a qualquer utente de impressão 3D com quase qualquer impressora 3D de escritório do mercado realizar componentes condutores de eletricidade.

As principais propriedades deste filamento são:

Condutividade elétrica: O Filamento condutivo de grafeno oferece uma resistividade volumétrica de 0,9 ohm x cm. O volume de resistividade é a medida da resistência de um material ao passo da 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.

Alta Resistência: O Filamento condutivo de grafeno também pode ser usado para aplicações que requerem uma resistência superior que o ABS e PLA.

As principais aplicações deste filamento são:

Sensores

O filamento condutivo de grafeno pode-se utilizar para criar sensores capacitivos (touch) utilizados em uma larga gama de produtos eletrónicos que são utilizados no dia-a-dia; é um material excelente para o desenho de dispositivos de interface humana.(Lapis-ponteiros para móveis e tablets).

Os sensores capacitivos de detecção também podem-se utilizar para medir a proximidade, a posição, a humidade, os níveis de líquido e a aceleração.

Projetos realizados:

Controladores de jogo
Teclados digitais
Trackpads
Baterias electronicas
Controladores MIDI

Pistas condutoras

Outra aplicação do filamento condutivo de grafeno está na criação de circuitos condutores de eletricidade para usos em eletrónica. Tradicionalmente, os entusiastas da impressão 3D para poder agregar circuitos condutores às suas criações tinham que desenhar as peças com os sulcos necessários para uma vez finalizada a impressão acrescentar fio de cobre. Com o filamento condutivo de grafeno pode-se imprimir o instalado simultanemente ao processo de construção da peça.

Projetos realizados:

Interface computadores, placas Arduino e outros componentes.
Alimentação de LED´s.
Eletrónica Wearable

Nota: A resistência elétrica de um circuito deve-se considerar com o fim de utilizar com sucesso o filamento condutivo de grafeno em aplicações de eletrónica; especificamente, o filamento está desenhado para aplicações de baixa corrente.

Electromagnética e apantallamento de radiofrequência

A alta condutividade oferecida pelo filamento conductivo de grafeno não só é excelente para circuitos impressos em 3D e sensores; Também é útil para o seu uso em EMI (interferência electromagnética) e em aplicações de apantallamento de RF (Radiofrequência) muito importante em uma larga gama de indústrias, incluindo:

Telecomunicações.
Equipamento de hospital.
Dispositivos médicos.
Carcaças e embalagens.
Aeroespacial e Automotiva

O apantallamento 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 configurações da indústria aeroespacial para proteger contra os sinais da concorrência, já que podem conduzir ao equipamento próprio a dar falsas medições.

O apantallamento EMI/RF consegue isto mediante o bloqueio de AM, FM, TV, serviços de emergência, e os sinais celulares. O filamento conductivo de grafeno é ideal para o desenho de escudos de RF/EMI utilizados em elementos altamente personalizados.

Partes mecânicas e funcionais de alta resistência

O filamento de grafeno condutivo é mecanicamente mais forte que o ABS e PLA. Pode ser usado para peças funcionais de impressão 3D tais como ganchos, ferramentas de mão, e as partes que requerem aparelhagem, incluindo a perfuração.

Podes obter mais informação sobre as propriedades do grafeno em o seguinte link.

No seguinte vídeo pode-se ver o experimento realizado em laboratório para criar uma bateria recarregável perfeitamente funcional, com capacidade equivalente à das pilhas AA: A bateria carrega-se, põe a sua voltagem a trabalhar junto de outros circuitos e quando se gasta pode voltar a se recarregar. Esta bateria pode ter qualquer forma e, ainda mais, integrar em qualquer parte durante o processo de fabricação: deste modo pode adaptar à forma dos diferentes dispositivos modernos, a cada vez mais pequenos e complexos, desde óculos a relógios ou câmaras de todo o tipo.

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	PLA
Formato	100 g
Densidade	1.24 g/cm³
Diâmetro filamento	1.75 / 2.85 mm
Tolerância de filamento	± 0.01 mm
Longitude filamento	(Ø1.75 mm, 0.1 kg) ±33.5 m / (Ø2.85 mm, 0.1 kg) ±12.6

Propriedades eléctricas
Resistividade eléctrica de superfície	0.6 Ohm/cm

Propriedades de impressão
Temperatura de impressão	220 ºC
Temperatura cama de impressão	50 ºC
Temperatura de câmara	✗
Ventilador de capa	✓
Velocidade de impressão recomendada	40 mm/s

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

Propriedades térmicas
Temperatura de amolecimento	55 ºC

Propriedades específicas
Transparência	✗

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

O filamento de grafeno conductivo amolece a altas temperaturas (50 °C), está desenhado para ser utilizado a temperatura ambiente 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 da resistência é diretamente proporcional ao longo do condutor e inversamente proporcional à secção do mesmo. A resistividade de um metro de 1.75 mm de filamento conductivo de grafeno é 4 kOhm. As propriedades intrínsecas do filamento conductivo de grafeno são tais que não se deve deixar inativo no extrusor da impressora 3D já que se pode expandir e causar a obstrução do nozzle. Por tanto, após a impressão, retire o filamento o antes possível do extrusor.

Deve-se evitar ao máximo a possível contaminação do filamento conductivo de grafeno como pode ser a sujeira das mãos ou o pó do ambiente. Para isso se recomenda tratar o filamento com luvas e utilizar o limpador de filamentos. Se realiza-se uma impressão com dupla extrusão, recomenda-se utilizar em combinação com PLA. Recomenda-se utilizar um nozzle de 0.5 mm ou mais para evitar o atoramento.

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