Flexibles 3D-Design und Fertigung: Praktischer Einsatz von Conductive Filaflex
3D-gedruckter Sensor mit leitfähigem Filaflex zur Erkennung von Reif und zur Energieeinsparung in der Kühlung
Forschende in Portugal haben einen Reiferkennungssensor mithilfe des Fused Filament Fabrication (FFF)-Verfahrens und eines leitfähigen flexiblen Filaments entwickelt. Diese Arbeit zeigt, wie der 3D-Druck Effizienz und Nachhaltigkeit in industriellen Kühlsystemen verbessern kann. Das Potenzial? Maßgeschneiderte, kostengünstige Sensoren mit praktischen Anwendungen – besonders bei flexiblen Materialien wie Filaflex.
Flexibles Design und 3D-Fertigung: Praktische Anwendung von Conductive Filaflex
Die Forschenden entwickelten per additiver Fertigung einen resistiven Sensor mit zwei Schichten: einer flexiblen, elektrisch isolierenden TPU-Basis und leitfähigen Leiterbahnen aus einem leitfähigen TPU-Filament: Conductive Filaflex. Das interdigitierte Elektrodenlayout erhöht die Empfindlichkeit durch maximale Kontaktfläche mit Reif, Kondenswasser oder Schmelzwasser.
Warum Reiferkennung wichtig ist – und wie sie funktioniert
Reif auf Wärmetauscherlamellen blockiert den Luftstrom und verringert den Wärmeaustausch – mit Energieverlusten als Folge. Herkömmliche Abtauzyklen sind zeitgesteuert statt bedarfsgesteuert. Der hier entwickelte Sensor erkennt Reif durch Widerstandsänderungen während der Bildung. Zusätzlich erfasst er Wasser und Temperaturschwankungen – und bietet so erweiterte Überwachungsfunktionen.
Leistung und Validierung: getestet gegen Computer Vision
In vier vollständigen Reif-Abtau-Zyklen zeigte der Sensor hohe Zuverlässigkeit und Reaktionsfähigkeit, erkannte frühzeitig Kondenswasser sowie Schmelzwasser – klare Vorteile gegenüber herkömmlicher bildbasierter Erkennung. Die Ergebnisse stimmten eng mit einer Referenzmethode der Computer Vision überein.
Anwendungen und Mehrwert
Dieser mit Conductive Filaflex gedruckte Sensor eignet sich direkt für Anwendungen in der industriellen Kühlung, Energieoptimierung und Entwicklung intelligenter Sensortechnologien. Seine Flexibilität und maßgeschneiderte Bauweise machen ihn ideal für Integratoren, Forschende und 3D-Druck-Enthusiasten, die nach leistungsstarken funktionellen Komponenten suchen.
Fazit
Diese Forschung zeigt, wie additive Fertigung in Kombination mit flexiblen und leitfähigen Materialien wie Conductive Filaflex praktische und kosteneffiziente Sensorsysteme ermöglicht. Ein bedeutender Schritt für energieeffiziente Technologien und ein hervorragendes Beispiel für den realen Nutzen flexibler 3D-Drucklösungen.
Quelle: Aguiar, M.L.d.; Gaspar, P.D.; Silva, P.D.d. Additive Manufacturing of a Frost-Detection Resistive Sensor for Optimizing Demand Defrost in Refrigeration Systems. Sensors 2024, 24, 8193. https://doi.org/10.3390/s24248193
