2023 Autor: Bryan Walter | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-24 23:09
Koreanische Ingenieure haben einen kleinen tragbaren 3D-Drucker zum Drucken flexibler Elektronik auf Leder entwickelt. Es wird am Arm, am Rücken oder an einem beliebigen Körperteil befestigt und druckt leitfähige elektronische Spuren darauf. Sie können verwendet werden, um Körperbewegungen, Berührungen oder andere Ziele zu verfolgen. Die Entwickler planen, auf der Herbstkonferenz UIST 2020 ausführlich über den Drucker zu berichten, haben aber vorerst ein Video mit Beispielen seiner Arbeit und einer kurzen Beschreibung veröffentlicht.
Im Bereich Wearable Electronics gibt es ein Konzept, nach dem die Elektronik direkt mit dem Körper verbunden werden muss: Sensoren auf die Haut kleben oder langfristig Elektroden implantieren. Es gibt auch separate Studien, in denen vorgeschlagen wird, einfache elektronische Bauteile, beispielsweise Dehnungs- oder Drucksensoren, mit einem 3D-Drucker direkt auf die Haut zu drucken. Dies ist eine potenziell bequeme Methode, aber da das Drucken einige Zeit in Anspruch nimmt und sich die Person während dieser Zeit bewegt, ist der Ausdruck ungenau. Im Jahr 2018 lösten amerikanische Ingenieure dieses Problem technologisch: Sie ergänzten den Drucker um Kameras, die Handbewegungen verfolgen und durch Bewegung des Druckkopfs kompensieren.
Ein Team von Ingenieuren des Korea Institute of Advanced Technology unter der Leitung von Andrea Bianchi verfolgte einen anderen, einfacheren Ansatz für ihr neues Design. Sie schufen einen kompakten Drucker, der direkt über der Druckstelle am Körper montiert werden kann, sodass die Druckqualität nahezu unabhängig von menschlichen Bewegungen ist.
Der Drucker hat eine einfache Struktur. Es besteht aus einem Rahmen, der auf der Haut platziert wird und durch zwei Riemen fest an den Körper gedrückt wird, und über dem Rahmen befindet sich ein Mechanismus, der den Druckkopf in zwei Richtungen bewegt. Auch der Druckkopf selbst ist einfach: Es handelt sich um eine Spritze mit einem leitfähigen flexiblen Material, auf der ein Linearmotor die Substanz aus der Spritze drückt.
Vor dem Drucken kann das Layout der gedruckten Spuren im Programm geändert werden. Außerdem kalibriert sich der Drucker vor dem Start des Vorgangs, indem der Druckkopf an verschiedenen Stellen auf Hautniveau abgesenkt wird, um seine Entlastung zu verstehen. Unmittelbar vor dem Drucken muss eine isolierende transparente Schicht auf die Haut geschmiert werden, worauf der Drucker in wenigen Minuten Spuren darauf zeichnet, die dann mit den Elektroden verbunden werden können, die zur Ausleseelektronik führen. Außerdem können kleine starre Komponenten wie eine LED in das Druckmaterial eingelegt werden, während das Druckmaterial noch nicht ausgehärtet ist.
Die Entwickler zeigten mehrere Beispiele für Geräte, die auf Leder gedruckt werden können. Einer ist ein Armbeugungssensor mit mehreren Positionen, der die Form des Arms in Echtzeit auf einem Computer anzeigt. Ein weiterer Prototyp ermöglicht es Ihnen, die Lautstärke der Musik zu steuern, indem Sie mit dem Finger über den Lautstärkeregler gleiten. Die Autoren zeigten auch Sensoren für Körperhaltung, Handberührung und Gehen.
Im Jahr 2017 druckten amerikanische Ingenieure einen Mehrkomponenten-Drucksensor auf einem Fingermodell mit einem Drucker, der mehrere Materialien in einem einzigen Druckvorgang verwenden kann.
