Impressão 3D para Organização de Laboratório Eletrônico

A tecnologia de impressão 3D oferece aos designers eletrônicos oportunidades fantásticas para melhorar seus processos de desenvolvimento, produzir protótipos de produtos e até criar peças personalizadas para seus dispositivos de produção. No entanto, os benefícios das impressoras 3D não terminam aí; elas podem ter outro propósito igualmente importante no seu processo de design, ou seja, ajudar você a organizar o espaço do seu laboratório de eletrônica para que você possa trabalhar de maneira mais inteligente.

Problemas de Espaço no Laboratório

O típico espaço do laboratório de eletrônica estará cheio de ferramentas, projetos incompletos, peças sobressalentes, componentes aleatórios e muitos cabos e fios. Embora tudo seja essencial e precise estar lá, muitas vezes é difícil encontrar lugares para colocar tudo de modo que você possa encontrar novamente na próxima vez que precisar. O que pode parecer uma bagunça desordenada para um observador casual é um caos altamente organizado que evoluiu lentamente, aderindo aos princípios científicos da entropia.

A chave para criar ordem a partir do caos é ter lugares para colocar tudo, uma solução de armazenamento que funcione para suas necessidades específicas e que possa evoluir com seu laboratório. Cada novo projeto que você iniciar inevitavelmente virá com novos componentes e, às vezes, novas ferramentas. À medida que você inicia mais projetos, suas necessidades de armazenamento e organização crescerão mais rapidamente. A resposta é uma solução de armazenamento sob medida que você pode adicionar sempre que precisar de elementos adicionais. A resposta é aproveitar o poder da sua impressora 3D; você já tem a capacidade de resolver seu problema organizacional disponível, então por que não usá-la ao máximo? Este artigo compartilhará algumas dicas e recursos para ajudá-lo a começar.

Usando uma Impressora 3D para Soluções de Armazenamento

As impressoras 3D agora são um recurso comum usado para o desenvolvimento eletrônico graças à sua versatilidade, praticidade e, nos últimos anos, acessibilidade. As impressoras 3D agora são relativamente baratas para comprar e, igualmente importante, os materiais brutos que consomem estão prontamente disponíveis e têm preços razoáveis. Essas vantagens abrem seu uso para todos, desde hobbyistas até pequenas empresas e fabricantes.

Se você ainda não comprou sua primeira impressora 3D, alguns tipos populares são ideais para qualquer laboratório de eletrônica. O tipo mais comum é o de impressoras de filamento, essencialmente pistolas de cola quente controladas por computador. Essas impressoras funcionam recebendo um carretel contínuo de filamento plástico, que derrete na cabeça de impressão, permitindo a colocação precisa para construir camadas de material que solidificam após a deposição. As camadas se acumulam de baixo para cima para formar um objeto 3D. Um benefício chave das impressoras de filamento é a variedade de materiais disponíveis que oferecem ao usuário diferentes propriedades mecânicas e cores. Isso permite que você troque materiais entre trabalhos ou mesmo no meio de uma impressão para mudar de cor ou produzir objetos com propriedades variadas.

O segundo tipo mais comum de impressora usa uma resina líquida curada usando luz ultravioleta (UV) para solidificar o material de impressão. Esses tipos de impressora podem ter um feixe de laser UV para curar seletivamente a resina em pontos precisos ou usar uma máscara fotográfica expondo apenas áreas selecionadas do tanque de resina à luz UV de área ampla. 

Impressoras 3D Baseadas em Pó

Diversas impressoras baseadas em pó que utilizam agentes de ligação aplicados por meio de uma cabeça de impressão separada ou calor de uma fonte a laser para solidificar o pó nas áreas necessárias estão disponíveis. Embora esses tipos de impressoras tenham a maior flexibilidade em tipos de materiais para otimizar propriedades mecânicas e de acabamento superficial, elas estão na faixa de preço mais alta, e geralmente não são encontradas em pequenos laboratórios de hobbyistas e pequenas empresas.

Impressoras 3D de Filamento

A experiência pessoal ao longo dos últimos 12 anos mostrou que as impressoras de filamento oferecem o melhor desempenho em um pequeno laboratório. O uso de uma impressora de resina foi prejudicado por problemas relacionados ao objeto impresso entortando ligeiramente durante o processo de pós-cura e o produto final sendo muito frágil. A impressora de filamento produz um produto de maior qualidade com melhores propriedades mecânicas adequadas para aplicações em componentes como controles de dispositivos e o equipamento de armazenamento sob medida discutido aqui. No entanto, avanços recentes em materiais estão tornando as impressoras de resina mais atrativas. Elas podem se tornar comparáveis ou até mesmo superar as impressoras de filamento em sua aplicabilidade para trabalhos de laboratório em um futuro próximo. Fique de olho neste espaço para atualizações sobre os últimos desenvolvimentos na tecnologia de impressoras 3D.

Se estiver usando uma impressora de filamento para trabalhos de laboratório, o material de impressão recomendado é o polietileno tereftalato glicol-modificado, ou PETG, abreviadamente. PET é uma resina de polímero termoplástico comumente usada da família dos poliésteres, amplamente utilizada na fabricação de tudo, desde roupas até recipientes de alimentos e garrafas de água. A variante PETG tem um ponto de fusão mais baixo, tornando-a ideal para moldagem por injeção e extrusão de chapas. Essas propriedades também a tornam excelente para extrusões de filamento para uso em uma impressora 3D.

O filamento PETG vem em pequenos rolos que são alimentados na cabeça da impressora.

A principal razão pela qual este material é excelente para impressão em laboratório é que ele possui um coeficiente de expansão térmica muito baixo, o que significa que as dimensões das peças impressas permanecem estáveis durante o processo de resfriamento, mantendo o tamanho correto. Benefícios adicionais são que o material é relativamente barato e retém flexibilidade mecânica ao solidificar, tornando-o altamente durável para aplicações onde as peças não precisam ser intensamente rígidas. Esta durabilidade é perfeita para organizações de espaço de laboratório onde os materiais podem lidar com o manuseio diário enquanto você retira ferramentas e componentes e, esperançosamente, lembra-se de colocá-los de volta ao terminar.

Ideias para Peças de Armazenamento Impressas em 3D

As impressoras 3D podem produzir qualquer peça de armazenamento que você precisar; você só precisa da imaginação para visualizar o que precisa e das aplicações para transformar essas ideias em arquivos de design que sua impressora entenderá. Eu uso as seguintes peças na minha solução de armazenamento que ofereço como sugestões para melhorar a organização do espaço do seu laboratório. Todos os arquivos de design para os elementos impressos em 3D estão disponíveis tanto no Thingiverse quanto no Printables, então você pode usar esses como estão ou adaptá-los às suas próprias necessidades. Se você usar os arquivos de design, não esqueça de me contar como foi e qualquer sugestão sobre como posso melhorar os designs.

Gavetas de Armazenamento

A primeira sugestão é uma melhoria para as gavetas de componentes ideal para abrigar as peças que você usa regularmente ao prototipar projetos. Como designers de eletrônicos, vocês sabem que sempre haverá mais componentes do que gavetas disponíveis. Portanto, uma solução simples é adicionar divisórias de gaveta impressas em 3D com etiquetas úteis para separar peças menores e maximizar seu espaço de armazenamento.

Divisórias de gaveta impressas em 3D e divisórias de caixa de ferramentas estão disponíveis online, ou você pode construí-las você mesmo.

Organização de Cabos e Instrumentos

A próxima sugestão é um organizador de cabos inspirado em colmeia para os cabos de alimentação de uso regular, mantendo-os acessíveis quando necessário. Este organizador de cabos empilhável se encaixará perfeitamente ao lado de gavetas ou prateleiras, tornando os cabos fáceis de pegar e, igualmente importante, de colocar fora do caminho.

A próxima sugestão são suportes dedicados para cada canal de instrumentação de teste, incluindo seu multímetro de bancada e osciloscópio. Eu projetei esses suportes para manter as sondas protegidas de danos acidentais e permitir fácil acesso a cabos e leads de teste, mantendo-os organizados quando não estão em uso, em vez de tê-los espalhados pela sua área de trabalho. Este design ainda está em progresso e precisa de refinamento antes de estar perfeito, então estarei buscando seu feedback para melhorá-los.

Organizador de Baterias

A próxima sugestão é um armazenamento para baterias recarregáveis com um rack de suporte de baterias modular para que você possa manter suas baterias carregadas facilmente acessíveis e ajudar a prevenir que as baterias descarregadas se misturem com as prontas para uso. Não há nada pior do que descobrir que todas as suas baterias precisam ser recarregadas antes de você poder continuar com seu projeto porque você perdeu a noção de quais estão prontas para uso e quais estão descarregadas. Montar as baterias na vertical também facilita a identificação das AAA em relação às AA, o que é excelente para um trabalho eficiente.

Suporte para Fitas

A próxima sugestão são cabides para os rolos de fita mais utilizados, mantendo-os fora do caminho, mas fáceis de acessar quando necessário. Isso evita o acúmulo típico de rolos de fita entulhando gavetas e prateleiras ou a compra de nova fita porque você pensa que acabou, mas depois encontra muitos daquele tipo de fita escondidos no fundo das gavetas ou embaixo de outras coisas, bagunçando seu espaço de trabalho.

O design para este suporte de fita impresso em 3D pode ser encontrado em Printables

A seguir, uma ótima funcionalidade: suportes práticos para ferramentas que permitem manter as ferramentas que você usa mais frequentemente, como chaves de fenda, descascadores de fios e cortadores, ao alcance das mãos. Inclui também suportes giratórios para chaves Torx e Hex, que você pode remover e levar consigo para trabalhar fora da sua área de trabalho no laboratório, se necessário. O design emprega um suporte em camadas que garante que seja fácil ver o tamanho e o tipo de cada peça de ferramenta, facilitando na hora de procurar pela ferramenta certa.

A última sugestão é armazenamento para fios que mantém as diferentes cores e calibres separados e fáceis de encontrar quando você precisa de um específico. Esta opção de suporte para bobinas de fio impresso em 3D é mais fácil de usar do que os pacotes de bobinas baratos encontrados em mercados online e não ocupa espaço valioso na bancada ou na prateleira. Organizar fios e cabos no laboratório é metade da batalha para ter um espaço de trabalho desobstruído onde tudo é fácil de encontrar e não envolve cinco minutos desembaraçando antes do uso; além disso, este design garante que a ponta de cada fio seja fácil de pegar. 

Montando Suas Peças de Armazenamento Impressas em 3D

A chave para instalar esses componentes de armazenamento impressos em 3D é usar uma extrusão de alumínio de 20mm que eu projetei para montar em cada parte. Esta montagem universal torna tudo fácil de instalar. Se você precisar reorganizar ou mover seu espaço de trabalho, pode mover todos os elementos de uma vez, uma vez que as extrusões de alumínio estejam no lugar. Guias de perfuração de extrusão especialmente projetados tornam esta instalação direta e garantem que tudo se encaixe perfeitamente. A experiência também mostrou que parafusar a extrusão é muito mais robusto do que usar placas de canto ou suportes.

Conclusão

O artigo mostra como o uso da impressão 3D pode criar soluções de armazenamento personalizadas para ajudar a organizar o espaço do seu laboratório e garantir que tudo tenha um lugar adequado, para que você possa encontrar o que precisa rapidamente, sem ter que vasculhar pilhas de chicotes de fios meio construídos e cabos emaranhados. Isso também pode economizar o tempo e o gasto de pedir novas peças quando você esquece que já tem peças sobressalentes nas pilhas de componentes que se acumulam nos cantos menos usados do seu espaço de trabalho. No geral, os benefícios de se organizar claramente superam a vontade de continuar com suas práticas de trabalho usuais e caóticas.

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