Composites avanzados: Inserción de circuitos impresos
El creciente interés en materiales y estructuras multifuncionales es debido a la necesidad de desarrollar nuevos materiales y estructuras que realizan simultáneamente funciones estructurales y no-estructurales combinadas.
Un ejemplo de una estructura multifuncional sería una estructura compuesta que combina propiedades estructurales como alta resistencia, alta rigidez, alta tenacidad a la fractura o alta amortiguación junto con propiedades no estructurales como control de vibración, auto-reparación, conductividad térmica, conductividad eléctrica, almacenamiento de energía…
Los materiales multifuncionales son necesariamente materiales compuestos. Dentro del uso de materiales compuestos, el fuerte crecimiento en el uso de composites de fibra larga ha sido influenciado por los requisitos de diseño multifuncional, sobre todo en el sector automoción y aeronáutico, pero también en otros sectores como el sector eólico o el sector de la construcción. Estos sectores demandan reducciones de peso, altas propiedades mecánicas y nuevas funcionalidades como monitorización in-situ, auto-reparación, conductividad eléctrica y/o térmica entre otros.
Existen diversos métodos para lograr diseñar materiales y estructuras multifuncionales. Uno de ellos consiste en la integración de circuitos impresos denominados como “capa inteligente” en la estructura del laminado de composite para lograr incorporar diversas funciones.
La electrónica impresa permite desarrollar componentes electrónicos (antenas RFID, sensores, resistencias, actuadores, electroluminiscencia, etc.), de capa fina y flexibles que se pueden adaptar a diferentes geometrías sin perder, por ello, sus propiedades. En varios estudios se ha demostrado la posibilidad de utilizar estos circuitos impresos en distintos procesos de fabricación de composites; autoclave, RTM y filament winding, concluyendo que la incorporación de una capa inteligente no degrada significativamente el comportamiento mecánico del material compuesto .
Siguiendo estos trabajos académicos, en AIMPLAS hemos desarrollado diversos circuitos impresos que han sido incorporados en estructuras de material compuesto logrando nuevas funcionalidades como son la electroluminiscencia y la capacidad de calentar la superficie del laminado.
En la actualidad, se está trabajando en el desarrollo de nuevos circuitos impresos y nuevas formas de producción para la fabricación de composites de fibra larga multifunciones.