Prueba de concepto para sistemas de electrónica flexible usando impresión 3D

Abstract

La electrónica flexible usando impresión 3D brinda la oportunidad de generar sistemas conductores con geometrías complejas de forma sencilla, rápida y accesible. Se adaptan a las necesidades específicas del usuario y tienen la capacidad de funcionar en ambientes de trabajo difíciles y no planares. El presente trabajo desarrolló una prueba de conceptos de un sistema electrónico flexible usando impresión 3D. El sistema se conformó por un sustrato impreso, una cinta conductora y un cobertor de cinta de poliimida. La plataforma de diseño para estructuras flexible generó el prototipo a partir de los requerimientos dimensionales iniciales y reportó información referente al volumen ocupado por el sustrato y las medidas del material base del conductor. La maximización de las propiedades mecánicas se logró planteando un diseño de experimentos factorial completo de dos factores y dos niveles, material (cinta de aluminio / cinta de cobre) y patrón geométrico (lineal / curvo). La combinación que maximizó las propiedades mecánicas de: resistencia última a la tracción, porcentaje de alargamiento a la rotura, resistencia de corte y deformación por cortante, fue el material cobre con el patrón geométrico curvo. La caracterización eléctrica y electrónica del sistema reportó que no existe atenuación, y las probetas de cobre presentaron un mayor aumento de temperatura frente a las de aluminio. La validación del sistema consistió en implementar una taconera inteligente, recopiló datos durante 6,33 minutos y luego, falló en una zona crítica, la unión del conductor con el sensor a través de los terminales de presión.