La impresión de piezas totalmente funcionales es uno de los objetivos más codiciados en la fabricación aditiva moderna. Esto es especialmente cierto en la electrónica. Ahora, un equipo de la Universidad de Nottingham puede haber logrado un avance crucial. Los investigadores han propuesto un método para construir circuitos electrónicos funcionales utilizando impresión de inyección de tinta. Este nuevo y emocionante desarrollo tiene el potencial para que los fabricantes de productos electrónicos preparen directamente componentes listos para usar.
Su método esencialmente utiliza la impresión 3D para hacer electrónicos impresos en 2D. Los circuitos se imprimen con mucha rapidez utilizando tintas conductoras y tintas de polímero aislante. Aparte de la clara importancia de la impresión electrónica funcional, el uso de múltiples materiales también hace que esta investigación sea un salto adelante en la fabricación aditiva multifuncional, un tipo de impresión que involucra múltiples materiales a la vez.
El profesor Chris Tuck, profesor de ingeniería de materiales e investigador principal del estudio, destacó el potencial del avance: « Ser capaz de imprimir en 3D materiales conductores y dieléctricos (aislantes eléctricos) en una sola estructura con la alta precisión que ofrece la impresión de inyección de tinta, Permitir la fabricación de componentes electrónicos totalmente personalizados. No tiene que seleccionar valores estándar para los condensadores cuando diseña un circuito, simplemente establece el valor y la impresora producirá el componente por usted ‘.
Impresión de inyección de tinta de varios materiales
La impresión por inyección de tinta, como se mencionó anteriormente, juega un papel crucial en el avance. Ha brindado a los investigadores la capacidad de utilizar múltiples materiales en una sola impresión. Éste utiliza simultáneamente un material conductor y un aislante. Como resultado, utiliza un proceso singular para imprimir un objeto completo que también está listo para su uso operativo.
Los investigadores lograron acelerar el proceso de solidificación de las tintas conductoras a menos de un minuto por capa. Al ser un proceso de inyección de tinta, este método procesa capas utilizando tecnología UV. El Dr. Ehab Saleh y los miembros del equipo de CfAM encontraron que las nanopartículas de plata en tintas conductoras son capaces de absorber la luz ultravioleta de manera eficiente. La energía UV absorbida se convierte en calor, que evapora los disolventes de la tinta conductora y fusiona las nanopartículas de plata. Este proceso afecta solo a la tinta conductora y, por lo tanto, no daña ningún polímero impreso adyacente. Los investigadores utilizaron la misma luz UV compacta y de bajo costo basada en LED para convertir tintas poliméricas en sólidos en el mismo proceso de impresión para formar estructuras 3D de múltiples materiales.
Los investigadores principales están encantados con la perspectiva de esta nueva innovación. El profesor Richard Hague, director del Centro de Fabricación Aditiva (CfAM) añadió: “La impresión de dispositivos totalmente funcionales que contienen múltiples materiales en estructuras complejas en 3D es ahora una realidad. Este avance tiene un potencial significativo para ser la técnica de fabricación habilitadora para productos y dispositivos del siglo XXI que tendrán el potencial de crear un impacto significativo tanto en la industria como en el público ”.
Un agradecimiento especial a Shirlene Campbell Ritchie por contactarnos y brindarnos la información.
