FoldTronics. 3D օբյեկտների ստեղծում ինտեգրված էլեկտրոնիկայի միջոցով `ծալովի մեղրի միջոցով: Կոմբինացված կառույցներ. 11 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Այս ձեռնարկում մենք ներկայացնում ենք FoldTronics- ը ՝ 2D- կտրման վրա հիմնված տեխնիկա ՝ էլեկտրոնիկան ինտեգրելու 3D ծալված օբյեկտներին: Հիմնական գաղափարն այն է, որ կտրեն և շաղափեն երկչափ թերթիկը ՝ օգտագործելով կտրող գծապատկերը, որպեսզի այն ծալվի 3D բջիջի կառուցվածքի մեջ. ծալելուց առաջ օգտվողները էլեկտրոնային բաղադրիչներն ու սխեմաները տեղադրում են թերթիկի վրա:

Պատրաստման գործընթացը տևում է ընդամենը մի քանի րոպե, ինչը հնարավորություն է տալիս օգտվողներին արագորեն նախատիպավորել ֆունկցիոնալ ինտերակտիվ սարքեր: Ստացված օբյեկտները թեթև են և կոշտ, ինչը թույլ է տալիս կիրառել քաշի նկատմամբ զգայուն և ուժի զգայուն ծրագրեր: Մեղրաբջիջների բնույթի պատճառով ստեղծված առարկաները կարող են հարթ ծալվել մեկ առանցքի երկայնքով և, հետևաբար, կարող են արդյունավետ փոխադրվել այս կոմպակտ ձևի գործոնով:

Թղթի կտրող մեքենայից բացի, ձեզ հարկավոր են հետևյալ նյութերը.

• Մաքրել PET պլաստիկ թերթ/թափանցիկ ֆիլմ
• Պղնձի սոսինձ թերթ/փայլաթիթեղ
• Երկկողմանի սոսինձ թերթ
• Երկկողմանի սոսինձ հաղորդիչ ժապավեն
• Սովորական մեծ ժապավեն կամ սոսինձ վինիլ

Քայլ 1: Ներբեռնեք FoldTronics ծրագիրը

FoldTronics- ի նախագծման գործիքը ներդրված է 3D խմբագիր Rhino3D- ում ՝ որպես Grasshopper ընդլայնում: Grasshopper- ն ուղղակիորեն արտահանում է բջիջների թերթի, մեկուսիչ ժապավենի և լեռ/հովտի հավաքման շերտերը: Բացի այդ, էլեկտրագծերի ստեղծման համար մենք ներդրեցինք ULP պլագին EAGLE էլեկտրոնային դիզայնի ծրագրային ապահովման համար, որը արտահանում է էլեկտրագծերի շերտը `շերտերի հավաքածուն ավարտելով:

Մեր նախագծման գործիքի ծրագրակազմը կարելի է գտնել GitHub- ում ՝

Ձեզ անհրաժեշտ կլինի.

• Վերջին Rhino5 WIP- ը
• Մորեխ
• ԱAGԻLE
• Նկարազարդող
• Silhouette Studio

Քայլ 2: Սարքի ձևավորում `օգտագործելով ծրագրակազմը

LED միացում ստեղծելու համար մենք սկսում ենք 3D մոդելի ստեղծմամբ Rhino3D խմբագրիչում, որի համար մենք ներդրեցինք մեր FoldTronics հավելումը: 3D մոդելի հիմնական ձևը ստեղծելուց հետո այն վերածում ենք բջիջի կառուցվածքի ՝ սեղմելով «փոխարկել» կոճակը: Հենց ալգորիթմը մոդելը բաժանեց բջիջների բջիջների, արդյունքը ցուցադրվում է 3D տեսքով:

Այժմ մենք կարող ենք փոփոխել բջիջների լուծաչափը `օգտագործելով տրամադրված սահիչը` գտնելու լավագույն փոխզիջումը ավելի բարձր լուծաչափի և բջիջներում բավականաչափ տարածք ունենալու համար `LED- ը, մարտկոցը և միջբջջային միացման միակցիչը տեղավորելու համար:

Բանաձևի սահիկը միաժամանակ փոխում է և՛ սյուների, և՛ բջիջների թիվը, քանի որ սյուների և տողերի բանաձևը առանձին փոխելը կհանգեցնի վերջնական ձևի տարբերությանը սկզբնական ձևից:

LED, մարտկոցի և միջբջջային միացման միակցիչ ավելացնելու համար մենք դրանք ընտրում ենք ցանկի բաղադրիչների ցանկից և ավելացնում դրանք ՝ կտտացնելով համապատասխան կոճակը: Սա ինքնաբերաբար ստեղծում է տուփի 3D մոդել, որը ներկայացնում է ընտրված էլեկտրոնային բաղադրիչի չափը: Այժմ մենք կարող ենք LED- ը և այլ էլեկտրոնային բաղադրիչները քաշել դեպի եռաչափ ծավալ ունեցող տեղ: Եթե բաղադրիչը պատահաբար տեղադրենք ծալքի կամ ոչ վավեր բջիջի վրա, այն ինքնաբերաբար կտեղափոխվի հաջորդ վավեր բջիջ:

1. Ներմուծեք 3D մոդել Ռնգեղջյուրում:
2. Գործարկեք «Մորեխը» և բացեք «HoneycombConvert_8.gh»:
3. Ընտրեք մոդելը Rhinoceros- ում և աջ սեղմեք brep բաղադրիչի վրա և «Set one brep» - ին Grasshopper- ում:
4. Բացեք մորեխի տեսքի «Հեռակառավարման վահանակը»:
5. Փոխեք բջիջի լայնությունը `օգտագործելով սահիկը:
6. Մոդելը վերածեք բջիջի կառուցվածքի և 2D կտրված տվյալների ՝ կտտացնելով «Փոխարկել բջիջը»:
7. Տեղափոխեք բաղադրիչը (կապույտ գույն) և փոխեք չափը `« ընտրեք բաղադրիչներն այս ցուցակից »: (դեռ շինարարություն)
8. Բաղադրիչի տվյալների ստեղծում `սեղմելով« ստեղծել բաղադրիչներ »:
9. Ստեղծեք 2D տվյալները ՝ կտտացնելով «ստեղծել կտրված տվյալներ»:
10. Արտահանեք կտրված տողեր «ընտրված օբյեկտներով» ՝ որպես AI ֆայլ:

Քայլ 3. Արտահանման շերտերի պատրաստման համար

Երբ ավարտենք էլեկտրոնային բաղադրիչների տեղադրումը, մենք սեղմում ենք «արտահանման» կոճակը ՝ արտադրելու համար շերտեր ստեղծելու համար: Արտահանման ժամանակ 3D խմբագրիչի հավելումը ստեղծում է կեղծիքի բոլոր շերտերը որպես 2D նկարչական ֆայլեր (. DXF ֆայլի ձևաչափ), բացառությամբ էլեկտրագծերի պարունակող շերտի, որը առանձին կստեղծվի գործընթացի հետագա փուլում:

Էլեկտրագծերի բացակայող շերտը ստեղծելու համար օգտվողները բացում են բջիջների կառուցվածքի 2D ֆայլը EAGLE էլեկտրոնային նախագծման ծրագրակազմում և կատարում մեր հատուկ EAGLE ULP հավելումը: Հավելվածը ստեղծում է բջիջի սխեմայի չափի տպատախտակ, այնուհետև յուրաքանչյուր գունավոր քառակուսին վերադառնում է էլեկտրոնային բաղադրիչի (այսինքն ՝ LED, մարտկոցի և միջբջջային միացման միակցիչի): Էլեկտրոնային բաղադրիչներով, որոնք արդեն կան թերթիկում, օգտվողներն այժմ կարող են կառուցել սխեմատիկ պատկերը: Ի վերջո, օգտվողները կարող են օգտագործել EAGLE- ի ավտոմատ էլեկտրագծերի գործառույթը `թերթի վրա ամբողջ սխեման ստեղծելու համար, որն ավարտում է վերջին բացակայող շերտը պատրաստման համար:

** Ներկայումս ULP պլագինը կառուցման փուլում է: Անհրաժեշտ է բաղադրիչները ձեռքով տեղադրել:

Քայլ 4: Պատրաստում, հավաքում և ծալում

Այժմ մենք կարող ենք սկսել գեներացված շերտերը միասին ավելացնել: Շերտերը պատրաստելու համար մենք պետք է միայն կտրենք յուրաքանչյուր շերտի 2D նկարը (. DXF ֆայլի ձևաչափ) ճիշտ հերթականությամբ `օգտագործելով կտրող գծապատկերը:

Քայլ 5. Հիմնական թերթի կտրում և ծակոց

Սկզբում մենք ներդնում ենք հիմնական թերթիկը (PET պլաստմասսա) կտրիչի մեջ և կտրում և ծակում այն ՝ ստեղծելով լեռան, հովտի և ճեղքվածքների գծեր, ինչպես նաև էլեկտրոնային բաղադրիչների համար նախատեսված մարկերներ: FoldTronics- ի գործընթացը միայն վերևից է ծակում թերթիկը և տարբերակում սարերի և հովիտների գծերը ՝ օգտագործելով առանձին տեսողական նշումներ (լեռների կետավոր գծեր ընդդեմ հովիտների գծանշված գծերի), քանի որ դրանք հետագայում պահանջում են ծալվել հակառակ ուղղություններով: Այլապես, FoldTronics- ի գործընթացը կարող է նաև թերթը երկու կողմից փորել, այսինքն ՝ լեռները վերևից և հովիտները ՝ ներքևից, այնուամենայնիվ, դրա համար անհրաժեշտ է թերթը նորից մտցնել կտրող գծապատկերի մեջ:

Մինչ բոլոր ճեղքերը կտրված են, մեղրամոմի ուրվագիծը միայն ծակված է, որպեսզի այն միացված լինի հիմնական թերթիկին, ինչը թույլ է տալիս մեզ հետագա քայլերում թերթիկը կտրատած գծագրիչով մշակել: Ի վերջո, այն հատվածները, որոնց վրա կպչվեն էլեկտրոնային բաղադրիչները, նույնպես ծակված են, որպեսզի ավելի հեշտ լինի պարզել, թե որ բաղադրիչն ուր է գնում:

Այս թղթի մեջ օգտագործվող առարկաների համար մենք օգտագործում ենք PET պլաստմասե թիթեղներ ՝ 0.1 մմ հաստությամբ և թերթերը կտրում ենք կտրող գծագրով (մոդել ՝ ուրվագծի դիմանկար, կարգավորումներ կտրում ՝ բերան 0.2 մմ, արագություն 2 սմ/վ, ուժ 10, պարամետրեր ՝ շեղբեր 0.2 մմ, արագություն 2 սմ/վ, ուժ 6):

Քայլ 6. Լարերի տեղադրումը պղնձե ժապավենով

Հաջորդը, մենք ամբողջ թերթի վրա տեղադրում ենք միակողմանի պղնձե ժապավենի շերտ (հաստությունը `0.07 մմ): Մենք թերթիկը նորից դնում ենք կտրող սալիկի մեջ ՝ պղնձի կողմը վերև, այնուհետև կատարում ենք ֆայլը ՝ կտրելու համար լարերի ձևը, որը կազմաձևված է, որպեսզի համոզվի, որ չի կտրվի հիմնական թերթիկի մեջ (կտրման կարգավորումներ ՝ բերան 0.2 մմ, արագություն 2 սմ /վ, ուժ 13): Դրանից հետո մենք հեռացնում ենք պղնձե ժապավենը, որը էլեկտրագծերի մաս չէ:

Քայլ 7: Մեկուսիչ թերթիկ

Հիմնական թերթիկը ծալելուց հետո լարերի հպումից որևէ կարճ միացում թույլ չտալու համար մենք հաջորդաբար ավելացնում ենք մեկուսիչ շերտ: Դրա համար մենք ամբողջ թերթի վրա տեղադրում ենք սովորական ոչ հաղորդիչ ժապավենի շերտ (հաստությունը `0.08 մմ): Մենք թերթիկը նորից դնում ենք կտրող գծագրիչի մեջ, որը հեռացնում է մեկուսիչ ժապավենը միայն այն հատվածներում, որտեղ մետաղալարեր կան, որոնք կամ միացված կլինեն էլեկտրոնային բաղադրիչներին, կամ կիրառում են մեր նոր բջջային միացման միակցիչը: Մենք օգտագործում ենք կտրման կարգավորումները ՝ սայր 0.1 մմ, արագություն 2 սմ/վ, ուժ 4:

Քայլ 8. Սոսինձ սարեր/հովիտներ ՝ ծալումից հետո պահելու համար

Հաջորդ քայլում մենք կանոնավոր երկկողմանի ժապավենի շերտ ենք քսում թերթիկին և՛ ներքևի, և՛ վերևի մասում: Երկկողմանի ժապավենը օգտագործվում է հովիտներն ու լեռները, որոնք կպչում են բջիջների կառուցվածքը ծալելուց հետո (լեռները սոսնձվում են սավանների վերևից, իսկ հովիտները ՝ ներքևից): Սավանը կտրող սալիկի մեջ մտցնելուց հետո երկկողմանի ժապավենը կտրվում է բոլոր այն հատվածներում, որոնք ենթադրաբար չեն կպցված (կտրման կարգավորումներ. Բերան 0.2 մմ, արագություն 2 սմ/վ, ուժ 6): Բացի այդ, ժապավենային հովիտների/լեռների համար, որոնք ունեն նաև միջբջջային միացման միակցիչ, կտրող գծանկարիչը կտրում է էլեկտրոնային միացումների համար անհրաժեշտ տարածքները: Երկու կողմերը կտրելուց հետո մենք պոկում ենք մնացած երկկողմանի ժապավենը:

Քայլ 9: Sոդում

Soldոդումից առաջ վերջին քայլում մենք այժմ կտրում ենք բջիջի օրինակը `այն թերթիկից անջատելու համար: Հաջորդը, մենք կպչում ենք էլեկտրոնային բաղադրիչները (LED, մարտկոց) լարերի վրա `օգտագործելով զոդման երկաթ: Եթե բաղադրիչները փոքր են և դժվար է զոդման, մենք կարող ենք նաև օգտագործել որպես զոդման մածուկ `որպես այլընտրանք: Քանի որ միջքաղաքային միացման միակցիչը դժվար է, կապը ստեղծելու համար մենք օգտագործում ենք երկկողմանի հաղորդիչ ժապավեն:

Քայլ 10: Fալովի

Այժմ մենք միասին ենք ծալում բջիջը:

Քայլ 11: Լուսավորիր այն:

Ձեր շրջանը պատրաստ է: