可喷涂显示器使3D打印成为现实
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大学的研究人员布里斯托尔在英国浴室开发了一种在3D印刷对象上创建可喷涂显示器的技术。与研究人员合作麻省理工学院在美国，团队旨在结合塑料3 d打印技术并可在一台机器上喷涂触摸屏技术。
ProtosPray可喷涂显示技术使用内置于3D打印设计中的导电通道来创建显示器的基极电极。然后用介电和活性材料喷涂这些电极以产生照明甚至触摸屏。该团队研究了六种不同的拓扑，分析了喷雾方向，表面拓扑和打印机分辨率，看看喷嘴如何集成到传统的3D打印机中。
这项技术的视频在这里
这项技术是基于电致发光（EL）墨水，其需要均匀沉积以避免不可预测的电动行为和短路，并且需要在较薄的层中，用于能量效率，而不是商品3D打印机分辨率允许。Conductive electrodes for the display traditionally also have to be made from optically transparent materials to allow light through from the EL layer, but 3D printers can’t currently process these materials and running the material through a filament or high temperature extrusion risk the loss of the electrical properties.
相反，在通过3D打印导电长丝产生的互连电极上喷涂EL墨水和介电层以供应电力以显示电源。
布里斯托尔大学的研究员奥利·汉顿说:“3D打印机使个人制造物品成为可能，但我们的工作将这一技术进一步发展到，我们不仅打印塑料，还打印其他对制造显示至关重要的材料。”“利用塑料3D打印和材料喷涂，通电后就会发光，我们可以支持制造商生产各种形状的物体，这些物体可以显示信息和检测触摸。”我们的愿景是让屏幕/显示成为一种基本的表达媒介，就像人们现在使用墨水、颜料或粘土一样。”
这种喷涂涂层允许在不需要使用掩蔽技术的情况下，在不规则表面上创建薄显示器所需的精确、薄和内聚应用。
为了使EL显示器发光，它需要四层:导电的底部电极、绝缘的介质层、绝缘的发光层和导电的顶部电极。底部电极通常由高导电性的金属制成，如铜或银墨。电介质层是电绝缘体，必须扩展到电极层以外，以防止结构的顶部和底部之间短路。发光层是悬浮在溶剂中的EL荧光粉。顶部导电层必须像某些聚合物或金属氧化物一样是透明的。发光时，电极之间会产生大约200V的交流电，穿过介质层，激活发光层。
使用导电通道而不是“表面”电极在物体设计上有许多优点。使用3D打印通道可以数字化定义细胞形状的过程，增加了完全自动化过程的潜力。在物体内部铺设导电通道也允许表面上的唯一点是EL电池和电极附着点，而不需要两者之间的表面导电轨迹。因此，基底电极通道可以相互交叉，这在2D中是无法实现的。
这提供了更广泛的电池放置范围，打开了设计选项，并由于电池放置密度更大，提供了更高分辨率的显示潜力，因为基底电极不再需要表面空间，而仅仅是附件位置。它还允许更容易的电极附着点可以3D打印在更大范围的潜在位置，更少依赖于段的大小/形状/位置。
通过3D印刷导电通道自动化印刷基电极，意指EL制造方法对用户体验水平显着敏感，并且对组合制造过程打开电位。然而，这需要设计工具来包括可喷涂显示过程的知识。
该团队在默认设置上使用了Ultimaker S5 3D打印机，带有0.4mm喷嘴/打印芯，在0.15mm层高度上打印，导电长丝印有100％填充，以最大化电导率。对于喷涂涂层，它们使用岩浆Eclipse HP-CS喷嘴，带有0.35mm喷嘴的AS186空气压缩机，距离约为30cm。显示器用两个9V电池用标准EL驱动器照亮。
除了为EL喷涂显示器供电，电极还可以用作电容传感器以实现触摸感测。可以将漆层添加到顶部以创建保护绝缘层并将AC电流分离从用户的触摸。实验表明，没有涂层的通道相当的电容感测能力。
论文在https://doi.org/10.1145/3313831.3376543
