Mae mowld printiedig cromlin 3D cymhleth wedi'i lapio â pad gwresogydd gwastad yn gydbwysedd rhwng cyswllt thermol a rhyddid geometrig. Mewn llawer o amgylchiadau, mae'r gwres yn cael ei gyflenwi'n anwastad oherwydd ni ddyluniwyd y gwresogydd erioed ar gyfer y siâp penodol hwnnw. Mae tueddiad newydd yn dod i'r amlwg lle nad yw'r elfen wresogi yn cael ei ychwanegu wedyn ond yn cael ei gynhyrchu'n uniongyrchol ar yr wyneb. Mae inciau dargludol sy'n seiliedig ar garbon yn caniatáu i gylchedau gwresogi gael eu hargraffu'n uniongyrchol ar arwynebau offer cymhleth, gan wasanaethu fel haen thermol sy'n ffitio'r geometreg yn iawn.

Mae'r cysyniad o arwyneb platen 3D gyda gwresogydd printiedig inc dargludol carbon yn symud i ffwrdd o ddyfeisiau gwresogi arwahanol i systemau thermol cwbl integredig, penodol ar yr wyneb.


O wresogyddion stiff i haenau thermol printiedig
Mae systemau gwresogi traddodiadol yn gweithio trwy:

Matiau rwber silicon

Gwresogyddion cetris gyda bloc metel integredig

Platiau gwresogi ceramig neu mica

Elfennau ymwrthedd gyda gwain metelaidd

Mae'r datrysiadau hyn yn effeithiol ond yn eu hanfod maent yn cyfyngu ar gynllun neu geometreg. Ar gyfer offer 3D crwm neu afreolaidd, mae homogenedd thermol yn cael ei beryglu'n gyffredin yn y cais.

Mae inciau dargludol printiedig yn darparu llwybr amgen. Gwneir yr elfen wresogi yn uniongyrchol ar y siâp, nid gorfodi gwres i siâp.

Mae'r gwresogydd yn cael ei ddangos yn graffigol ar unwaith ar yr offeryn fel diagram cylched.

Sut Mae Gwresogyddion Inc Dargludol Carbon yn Gweithio
Mae inciau dargludol sy'n seiliedig ar garbon fel arfer yn cynnwys:

Nanotiwbiau carbon neu nanoplatedau graphene

Polymer matrics rhwymwr

System hydoddydd ar gyfer y dyddodiad

Ychwanegion ar gyfer rheoleiddio adlyniad a gwella

Rhoddir yr inciau hyn ar swbstrad gyda:

Sgrin argraffu

Argraffu jet

Patrymau masgio wedi'u gorchuddio â chwistrell

Mae'n cael ei ddyddodi fel sylwedd a'i wella ar dymheredd cymedrol i gynhyrchu rhwydwaith dargludol parhaus wedi'i fewnosod mewn ffilm bolymer denau.

Pan gaiff ei wella, cynhyrchir gwresogi gwrthiant trydanol pan fydd cerrynt yn teithio trwy'r patrwm printiedig.

Priodweddau Trydanol
Yr ystodau perfformiad nodweddiadol yw:

Gwrthiant dalen: 10-100 Ω / □

Foltedd gweithredu: 12 i 48 o systemau VDC

Geometreg Patrwm Dwysedd Pŵer Tiwniedig

Dyddodiad inc rheolaidd ar gyfer rheoli unffurfiaeth

Oherwydd bod eu gwrthiant yn gymharol uchel (o gymharu â metelau), mae'r systemau hyn yn aml yn foltedd isel, gan gynyddu diogelwch gweithredu mewn amgylcheddau offer prototeip a chryno.

Gwresogi Cydffurfiol Arwynebau 3D
Mae unffurfiaeth geometrig yn un o nodweddion pwysicaf gwresogyddion printiedig carbon.

Gellir gosod haenau inc printiedig ymlaen yn wahanol i fatiau gwresogi gwastad:

Mowldiau, crwm

Offer ar gyfer Gweithgynhyrchu Ychwanegion

Arwynebau ceudod cymhleth

Geometreg platen anplanar

Mae hyn yn caniatáu ar gyfer integreiddio dyluniad thermol cyflawn, gyda'r gwresogi yn dilyn union siâp y gydran yn hytrach na'i frasamcanu.

Mae hyn yn cynhyrchu haen thermol denau, homogenaidd i leihau'r ymwrthedd rhyngwyneb thermol.

Manteision Thermol a Mecanyddol
Manteision swyddogaethol y gwresogyddion carbon printiedig yw:

Màs Thermol Isel
Mae gan yr haen argraffedig syrthni thermol dibwys ar drwch yn gyffredinol yn y degau o ficronau. Mae hyn yn galluogi:

Adwaith thermol cyflym

Cylchoedd cyflym o wresogi ac oeri

Colledion storio ynni is

Addasrwydd geometrig da iawn
Rhoddir yr elfen wresogi yn uniongyrchol ar yr wyneb, felly ni chyflwynir unrhyw straen bondio mecanyddol trwy osod gwresogydd allanol.

Gorchuddion Amddiffynnol Posibl
Pan gaiff ei wella, gellir ei ddiogelu â haen o ee PTFE, topcoat polymer i:

Gwella ymwrthedd cemegol

Gwneud yn fwy ymwrthol i abrasion

Cynnal cyfanrwydd arwyneb yn ystod beicio

Prif Heriau Peirianneg
Mae rhwystrau technegol sylweddol i ehangu technoleg gwresogydd inc carbon i systemau diwydiannol er gwaethaf yr addewid enfawr.

Gwrthiant Unffurfiaeth ar draws Geometries Cymhleth
Gall fod yn anodd cynnal ymwrthedd dalen unffurf dros arwyneb crwm neu anwastad oherwydd y canlynol:

Amrywiad mewn llif inc

Amrywiadau lleol mewn trwch

Amrywiad o ynni arwyneb swbstrad

Gall ymwrthedd nad yw'n unffurf arwain at broffiliau gwresogi nad ydynt yn unffurf.

Adlyniad a Sefydlogrwydd Beicio Thermol
Mae dibynadwyedd hirdymor yn dibynnu ar yr adlyniad cryf rhwng:

Haen o inc carbon

Deunydd swbstrad (metel, polymer, cyfansawdd)

Haenau cot uchaf amddiffynnol

Gallai beicio gwres dro ar ôl tro heb reoli diffyg cyfatebiaeth fecanyddol arwain at ficrocracio neu ddadlamineiddio.

Cyfyngiadau Graddio Pŵer
Mae gwresogyddion carbon printiedig fel arfer yn rhedeg ar folteddau isel felly os ydych chi am raddfa i lefelau pŵer diwydiannol mae angen i chi:

Patrymau gydag ardaloedd dargludol mwy

Pensaernïaeth cylched yn gyfochrog.

Dyluniad parth gwresogi gwasgaredig

Mae hyn yn cyfyngu ar ei gyflogaeth uniongyrchol mewn cymwysiadau pŵer uchel ond mae'n addas ar gyfer sefyllfaoedd offer arbenigol a phrototeipio.

Potensial Cais mewn Offer Poeth
Mae'r dechnoleg yn arbennig o addas ar gyfer:

Prototeipio cyflym o lwydni wedi'i gynhesu

Offer a gynhyrchir yn ychwanegol gydag elfen wresogi wedi'i fewnosod

Gosodiadau labordy (arfer)

Offer Cynhyrchu Lot Bach

- Geometregau cymhleth na all gwresogyddion safonol gydymffurfio â nhw

Mae hyn yn caniatáu i gynhyrchu gwres gael ei argraffu'n uniongyrchol ar wyneb offeryn mewn rhai cymwysiadau, gan leihau cymhlethdod y cynulliad yn fawr.

Hyblygrwydd mewn Gweithgynhyrchu a Dylunio
Gyda systemau gwresogydd printiedig efallai y bydd gennych lif gwaith dylunio hollol wahanol:

Datblygodd patrwm gwres yn ddigidol

Argraffiad wyneb 3d

Wedi'i halltu i wneud cylched swyddogaethol

Wedi'i brofi a'i gysylltu'n drydanol

Mae'r strategaeth hon yn lleihau dibyniaeth ar elfennau gwresogydd a ffurfiwyd ymlaen llaw ac yn caniatáu i ddyluniadau thermol gael eu hailadrodd yn gyflym.

3.4 Rhagolygon ar gyfer y Dyfodol
Rhagwelir y bydd esblygiad ffurfiannau inc dargludol yn dod â nifer o ddatblygiadau:

Cyfansoddion graphene â dargludedd uwch

Tymheredd uchel gwell rhwymwyr polymer

Pensaernïaeth gwresogi argraffedig aml-haen

Synhwyrydd integredig a haenau gwresogi

Dyddodiad robotig ar arwynebau 3D cymhleth trwy awtomeiddio

Gallai’r datblygiadau hyn o bosibl arwain at ddylunio a gwneuthuriad systemau thermol gan ddefnyddio llifoedd gwaith tebyg i’r rhai a ddefnyddir mewn electroneg brintiedig.

Crynodeb
Mae inciau dargludol sy'n seiliedig ar garbon yn paratoi'r ffordd ar gyfer systemau gwresogi sydd wedi'u hargraffu'n uniongyrchol ar gyfer arwynebau platen 3D cymhleth. Mae'r dechneg hon o argraffu gwresogydd inc dargludol carbon ar wyneb 3D platen yn newid y ffordd y gellir creu a phrototeipio offer gwresogi pwrpasol gan ganiatáu ar gyfer cylchedau thermol tenau, hyblyg ac wedi'u pennu'n ddigidol.

Mae anawsterau o hyd o ran unffurfiaeth, gwydnwch a graddio pŵer ond mae'r dechneg yn gam apelgar tuag at beirianneg thermol gyflym sy'n cael ei gyrru gan geometreg. Yn y patrwm newydd hwn, nid yw elfennau gwresogi bellach yn gydrannau arwahanol, ond yn nodweddion integredig yr arwyneb ei hun - o bosibl yn gwneud offer thermol arferol mor hawdd ag argraffu ffeil ddylunio.

Efallai na fydd y genhedlaeth nesaf o arwynebau gwresogi yn cael eu hadeiladu, ond eu hargraffu fesul haen, fel cylched wedi'i thynnu'n uniongyrchol ar yr amgylchedd ffisegol.