Integración de electrónica estructural en componentes avanzados desarrollados mediante fabricación aditiva

La fabricación aditiva se considera ya como uno de los pilares de la Industria 4.0 la cual supone una transformación global de los procesos productivos a través del aumento de la flexibilidad y eficiencia a la vez que se optimiza la producción mediante la reducción de tiempos, costes, consumos energéticos y de materiales. El crecimiento de la impresión 3D viene marcado, principalmente, por el efecto tractor ejercido por los principales sectores industriales que ven en la fabricación aditiva una herramienta clave para mejorar su competitividad y posicionamiento estratégico.

Detalle del equipo para funcionalización de componentes incluyendo un componente con pistas conductoras integradas en superficie.

Fundación Idonial es, desde hace más de 15 años, líder en el campo de las tecnologías de fabricación aditiva y su implementación a nivel industrial, y en este ámbito sigue trabajando en el desarrollo de nuevos procesos que permitan mejorar e incrementar su potencial y valor añadido para satisfacer las, cada vez más exigentes, demandas de la industria. Bajo este paraguas, Idonial ha ido un paso más allá a través de un nuevo concepto como es la funcionalización electrónica de componentes tridimensionales mediante la deposición de tintas conductoras.

Esta nueva línea de desarrollo permite combinar las tecnologías de fabricación aditiva y electrónica impresa, sobre las que se tiene un amplio conocimiento, para desarrollar nuevas elementos con funcionalidades electrónicas integradas a través de la implementación de pistas conductoras en los mismos, bien sobre la superficie de la pieza o en su interior. De este modo, es posible obtener piezas funcionales que combinen la propia geometría del componente con sistemas electrónicos integrados tales como sensores capacitivos, galgas extensiométricas, antenas tridimensionales o componentes SMD integrados e interconectados mediante pistas conductoras entre otros.

Componentes desarrollados mediante fabricación aditiva (izda: tecnología FDM, dcha: sinterizado láser) a los cuales se les ha realizado una funcionalización electrónica tridimensional mediante la incorporación de pistas conductoras.

El proceso se lleva a cabo a través de un equipo multicabezal con 5 ejes de movimiento que permite la deposición de las tintas conductoras en elementos tridimensionales de geometrías complejas y en diferentes materiales tales como polímeros o cerámicas técnicas, llegando incluso a depositar estas pistas sobre materiales metálicos, a través del uso de una tinta dieléctrica intermedia para aislar las pistas conductoras del material de la pieza. Esta novedosa tecnología permite tanto la funcionalización superficial como la integración de pistas conductoras en capas intermedias de las componentes fabricados por FDM, quedando así las pistas protegidas por el material de la propia pieza o incluso permitiendo la integración de sensores dentro de la misma de forma robusta.

Esta tecnología permite aportar nuevas soluciones avanzadas para aplicaciones en automoción, sensórica, wearables, comunicaciones, salud o aeronáutica al permitir hacer posible la fabricación de diseños de piezas complejas, que por las metodologías tradicionales no podrían realizarse, al eliminar la limitación que supone la necesidad de una placa electrónica para la que se requiere dejar un alojamiento en la pieza y su consecuente impacto sobre el diseño.

Componentes desarrollados mediante impresión 3D en material cerámico, alumina, que integran a su vez pistas conductoras en superficie.