Az egyik legjobb része a huzal olvasztásos 3D nyomtatásnak az izgalmas anyagok egyre bővülő köre. Lehet már fával, bambusszal és bronzzal kevert műanyag szálakkal is nyomtatni, csak néhányat említve. Most egy olyan anyagról lesz szó, ami talán 2-3 hónapja kapható kereskedelmi forgalomban. Abban a szerencsés helyzetben vagyunk, hogy mi nyomtathattunk ebből az anyagból egy izgalmas projekt keretében. Most megosztjuk, hogy ment.

 Fotó: http://pixgood.com/

Mi az a grafén és miért jó nekünk?

A grafén egyetlen atom vastagságú grafit réteg. Egy réteg szén atom, hatszöges elrendezésben. 

Fotó: wikipédia

 Ebből adódnak ígéretes tulajdonságai: 

- átlátszó

- jó vezető (elektromos, és hő)

- rendkívül nagy a szakítószilárdsága

- rugalmas

A grafén annyira ígéretes, hogy 2010-ben a fizikai Nobel díjat is egy ehhez kapcsolódó -mindössze néhány éves! - kutatásnak ítélték oda, melyet Konsztantyin Novoszjolov és Andre Geim folytatott. Nekik sikerült először egyetlen grafén réteget előállítani egy vicces módszerrel, és kísérletileg igazolni a várt rendkívüli tulajdonságokat. 

Mire szeretnék ezt használni:

• hajlékony érintőképernyők
• ruhába épített kütyük
• személyre szabott gyógyászat

Van egy egészen aprócska probléma vele. Még nem tudjuk gyártani ipari méretekben. És ez azért is aggasztó, mert már volt két nagybácsija, a fullerén és a nanocső, amiről  ódákat zengtek, és végül ejteni kellett őket, mert nem sikerült úgy megmunkálni, hogy széles körben használni lehessen. De remélem, ezúttal minden másképp lesz.

Jó hír, hogy Magyarország a világ élvonalába tartozik  a grafén kutatásban, a Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet Nanoszerkezetek Osztály kutatói (http://www.nanotechnology.hu/magyarul.html) a világon elsőként az egy atom vastag grafént atomi pontossággal megmunkálták ("elvágták").

Remélem mostanra meggyőztelek, hogy ez egy izgalmas anyag, és visszakanyarodhatunk a 3D nyomtatók világába. 

 A nyomtató szál

 Nemrégiben dobta piacra a Graphene 3D Lab a grafénnel kevert PLA nyomtató szálat, aminek a neve Blak magic 3D. Céljuk az volt, hogy olyan vezetőképes nyomtató szálat adjanak a fogyasztóknak, amellyel elektromos alkatrészeket készíthetnek hobbi nyomtatókkal. A gyártó által javasolt felhasználási területek:

• szenzorok
• érintő kapcsolók
• áramkörök
• hordható elektronika
• LED vezeték

Tulajdonságai adatlapja szerint

Fajlagos téfogati  ellenállás: 1 ohm-cm

Anyaga: PLA - grafén

Átmérő: 1,75 mm

Szín: fekete

Kiszerelése: 200 g

Ára: 65 $ (Jelenleg kb. 11.500 Ft)

(Pimasz módon a szállítás ugyanennyibe kerül.)

A gyártó 0,5 mm-es nagyobb lyukú extruder használatát ajánlja.  Amit nem is olyan egyszerű beszerezni, ezért mi "felfurattunk" egy használt 0,4 mm-est. 

Az anyag 6-szor olyan drága, mint a sima PLA. Kilója 60.000 Ft-ba (0,2 kg*5 * 65$*175Ft/$) kerülne. Figyelembe véve, hogy egyetlen gyártó készíti, és egyébként mezei halandók más módszerrel nem tudnak grafénnel dolgozni, ez az ár nem is olyan magas.

Tapasztalatok

Összehasonlítva a grafénnel kevert PLA nyomtató szálat (továbbiakban grafénes szál) a sima PLA-val a színükben nincs jelentős különbség. Tapintásra, viszont könnyedén megkülönböztethetőek. A PLA-nak sima műanyag érzetű felülete van, a grafénes szál viszont érdesebb, szemcsék vannak benne.

 A grafénes szállal könnyen nyomot hagyhatunk a papíron, nem csak a vágott élénél, hanem hosszában a felületén is. Köszönhetően annak, hogy nem csak egy kevés grafén van benne, hanem szén nanocső is. (A grafit -amivel írunk- nem más, mint temérdek grafén réteg egymáson.)

A grafénes szál törékenyebb a tiszta műanyag szálaknál.

 Nyomtatás

 A gyártó ajánlása szerint nyomtattunk vele:

Extruder hőfok: 220 C (itt 230 C-ot használtunk)

Asztal fűtés: 50 C

Sebesség 30 mm/s

Kinyomás: (extrusion multiplier) 1,1

Nyomtatási tapasztalatok:

1.  Füstölt. Amikor kezdtük a nyomtatást mindig füstölt az anyag, akár éppen indítottuk, akár melegítve állt a fejben
2. Darabos volt ami kijött a fejből. Nem nagyon, de szemmel láthatóan.
3. Lágy az anyag. A 0,3 mm vastag réteg olyan volt, mint egy hártya. Szemben a PLA-val, ami ilyen vastagon már öntartó.
4. Jól tapad, a fenti hártyát csak nehezen sikerült leszedni az üveg felületről.

 Ez a bejegyzés így is hosszú lett, arról, hogy mit nyomtattunk, miért, és milyen fantasztikusan néz ki, arról később írunk. Ha érdekel, tarts velünk! 

Forrás: http://www.blackmagic3d.com/product-p/grphn-175.htm

http://www.nanotechnology.hu/magyarul.html

wikipedia