PLASTRÓNICA: electrónica flexible en el proceso de inyección

Para aquellos que no hayan oído hablar sobre PLASTRÓNICA, este término se refiere a una novedosa línea de investigación que desde AIMPLAS se desarrolla para aunar los campos de los materiales plásticos con la electrónica. Ésta engloba la integración de componentes electrónicos en materiales plásticos, desde el desarrollo de la electrónica flexible hasta el uso de materiales conductores en base polimérica.

Con esta novedosa tecnología, se abren nuevos mercados y aplicaciones de los cuales se pueden crear dispositivos electrónicos ligeros y flexibles que se pueden integrar en piezas las cuales están diseñadas con geometrías complejas.

Además, existe una gran ventaja en comparación a la electrónica tradicional basada en silicio que es la capacidad de producción a gran escala haciéndola una tecnología económica.

Sectores como automoción, aeronáutica y aeroespacial, electrónica de consumo y línea blanca, además de otros, quieren incluirse a esta reciente tendencia de elevada capacidad de crecimiento para emplear las metodologías de fabricación de la PLASTRÓNICA en sus aplicaciones. 

Como se ha mencionado, la PLASTRÓNICA abarca un amplio campo en cuanto a materiales y tecnologías de fabricación. Síntesis de polímeros conductores, ya sea en base polimérica termoestable o termoplástica, electrónica flexible mediante impresión de circuitos electrónicos sobre láminas poliméricas, o integración de esta electrónica flexible en piezas plásticas mediante el proceso de inyección o termoconformado, tecnología de la cual se conoce por In Mould Electronics; todos ellos son claros ejemplos que demuestran la versatilidad que tiene esta línea de investigación.

En concreto, y entrando más en detalles, esta última metodología de fabricación (IME), hace referencia a circuitos electrónicos impresos sobre una película que, como ya se ha comentado, se inserta en los procesos de termoconformado o moldeo por inyección al igual que en procesos de IMD (In Mould Decoration), IML (In Mould Labeling) o (FIM) (Film Insert Moulding).

Con este tipo de tecnología, el circuito impreso se adapta a la geometría de la pieza sin afectarle la funcionalidad, obteniendo piezas de matriz en 3D que son conductoras. Además, al integrarle el circuito impreso en un solo paso, se simplifica el proceso de fabricación creando componentes y piezas más ligeras.

Hay que añadir que, el ensamblaje de piezas con circuitos electrónicos flexibles se ve notablemente reducido en comparación con los circuitos electrónicos tradicionales. De hecho, no existe un ensamblaje como tal entre el circuito y la pieza, ya que es en el propio proceso de fabricación donde el circuito llega a formar parte de la propia pieza. Se tiene que comentar que, esta nueva tecnología no pretende la sustitución de todos los componentes de la electrónica tradicional, si no que, se estudia la sustitución de alguno de ellos que proporcione nuevas ventajas al producto final, convirtiendo en una pieza de electrónica híbrida, con componentes electrónicos rígidos y flexibles que conformen el conjunto. 

Como ejemplo aplicación de la PLASTRÓNICA, AIMPLAS está trabajando, junto con AIJU, en el proyecto FLEXENS 2, donde se están desarrollando sensores de presión capacitivos que posteriormente son integrados en la pieza final mediante tecnología IME, como un inserto en molde.

Gracias a la primera parte de este proyecto se ha desarrollado un dispositivo sensible a la presión específico para su aplicación en el sector juguetero. Para ello ha sido necesario el diseño y desarrollo de sensores de presión flexibles, ensayos de incorporación mediante inyección de etiqueta en molde y en materiales compuestos, así como la implementación y mejora de un protocolo de comunicación que amplíe la interactividad del juguete tradicional. En su segunda anualidad, el proyecto tiene como objetivo la obtención de varios juguetes prototipo a modo de demostrador de la tecnología que servirá de base a las empresas involucradas para poder llevar al mercado los resultados.

Además, AIMPLAS cuenta con su nueva máquina inyectora vertical para mejorar la inserción de nuevos desarrollos, facilitando el posicionamiento de la electrónica flexible en la cavidad del molde, lo cual le permitirá avanzar en nuevos desarrollos de demostradores en esta línea de investigación y proyectos.

Victor Sevilla, investigador del departamento de Diseño e Inyección de AIMPLAS.

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