В статье: о «медном» филаменте Cu29 фирмы Kupros Inc. С высокой проводимостью для печати проводящих дорожек.
Токопроводящие филаменты для 3D-печати – не новость, первые токопроводящие филаменты появились еще в начала 2010-х годов. В основном в качестве токопроводящего наполнителя используются нанотрубки, углеволокно или графит. Строго говоря любой филамент с углеволокном имеет какую-нибудь проводимость – удельное сопротивление составляет порядка 1 MΩ см…. 10 kΩ см, что позволяет печатать из него «антистатические» детали и корпуса.
Примечание: сопротивление проводника из одного и того же материала прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади сечения. Соответственно удельное сопротивление материала должно измеряться в Омах [умножить] площадь сечения [разделить] на длину. В системе СИ это Ω м (Ω х кв.м / м), в РФ очень популярна внесистемная единица Ω кв.мм/м, но производители филамента, почему-то, предпочитают единицы СГС (сантиметр-грамм-секунда) - Ω см (Ом см). Чтобы узнать сопротивление проводника надо удельное сопротивление в Ω см умножить на длину проводника в сантиметрах и разделить на площадь сечения в квадратных сантиметрах.
В настоящее время токопроводящие филаменты выпускаются как «на Западе», так и в Китае и в РФ. Отечественный токопроводящий филамент ABS Conductive от U3print (удельное сопротивление 460 Ω⋅см), из китайских можно упомянуть Erilles (7...1,5 Ω⋅см в зависимости от марки). Европейские производители так же достигли показателей порядка 1,4 Ω⋅см. Наибольших успехов добилась отечественный бренд Filamentarno, добившись в филаменте VOLTA удельного сопротивления 0,06 Ω⋅см еще в 2018 году, но в настоящее время он не выпускается.
Чем меньше удельное сопротивление – тем выше проводимость, для понимания масшатаба единиц – удельное сопротивление меди 0,00000175 Ωсм – 1,75 на 10 в минус шестой.
Очевидно, что из такого филамента можно печатать резисторы, детали для последующего гальванического покрытия металлом, но вот токопроводящие дорожки – не получится. Слишком высокое сопротивление. Точнее – можно, но только для ограниченного применения – в цепях с низкими токами, где сопротивление не важно. К примеру дорожка шириной 3мм, высотой 1мм, длиной 100мм из филамента ABS Conductive от U3print будет иметь сопротивление 153 kΩ, Erilles 2300...500 Ω.
Филаменты с медными частицами обычно не электропроводные - обычные PLA-филаменты "медь", "бронза" с металлическим наполнителем имеют удельное сопротивление, измеряемое сотнями MΩ см. Это связано формой наполнителя и сложностью обеспечения контакта частицами наполнителя друг с другом.
Но в 2016 году Бен Вайли из Дюкского университета разработал «медный» филамент «Electrifi» с удельным сопротивлением 0,006 Ω⋅см. Это тоже много, но уже позволяло печатать проводники поверх корпусов или печатать аналоги печатных плат. Но спроса не было и филамент Electrifi давно снят с производства.
Но фирма Kupros Inc сумела сделать прорыв – в 2022 году она анонсировала революционный филамент с удельным сопротивлением 74,3μΩ⋅см (7,43 на 10 в минус пятой степени Ω⋅см), и с пафосом заявила, что её филамент «всего лишь на 3% меньше проводимости меди» (в реальности- в 42 раза больше, но пипл схавает, а реклама продукту необходима). В 2024 году были представлены первые образцы филамента, а в 2025 году анонсировано его серийное производство и продажа в ближайшем будущем.
Характеристики предсерийных образцов 2025 года несколько лучше – 12,26 μΩ⋅см (1,26 на 10 в минус пятой степени Ω⋅см – в семь раз хуже меди, но очень неплохо – чуть больше, чем у чистого железа). Дорожка шириной 3мм, высотой 1мм, длиной 100мм из этого филамента будет иметь сопротивление 0,004 Ω, что позволяет печатать силовые дорожки, силовые проводники, катушки индуктивности, роторы для микродвигателей.
Будет ли спрос на филамент Cu29 – покажет время. И, самое главное – появится ли он в продаже, или останется некой «революционной» разработкой. Как говорится – будем посмотреть.