Los paneles de nido de abeja de polipropileno

Las soluciones de EconCore proporcionan un gran rendimiento con costes mínimos

Los paneles sándwich de materiales compuestos ligeros y rentables con núcleos de nido de abeja pueden formar la base de unas estructuras increíblemente fuertes y duras. Comparados con productos macizos y de una pieza, estos paneles sándwich, desarrollados por la empresa tecnológica especializada EconCore en Leuven, Bélgica, pueden ahorrar grandes cantidades de material, reduciendo el peso y –potencialmente– los costes. Pero el uso del diseño en sándwich de nido de abeja todavía está muy restringido y generalmente se reserva para aplicaciones técnicas de gama alta, principalmente en el sector aeroespacial. Esto se debe principalmente a que los métodos convencionales de producción de nido de abeja son laboriosos procesos por lotes que resultan, inevitablemente, costosos.

No obstante, el mundo está cambiando. Gracias a las evoluciones en la tecnología de producción, estos materiales están apareciendo progresivamente en áreas de aplicación –muchas de ellas sensibles a los costes– como el embalaje, la edificación y la construcción, la automoción, el transporte en general y más.

La evolución comenzó en el embalaje, un mercado con unos requisitos de costes muy exigentes. La plancha corrugada de plástico de doble pared (normalmente en polipropileno) tiene éxito desde hace algún tiempo, y, debido a su muy razonable coste, la gama de aplicaciones se expandió rápidamente más allá del embalaje. Sin embargo, para algunas aplicaciones, el rendimiento mecánico de estas planchas extruidas no es suficiente, especialmente porque estos productos muestran una buena rigidez y resistencia en la dirección de extrusión, pero no tienen un buen nivel de propiedades en la dirección transversal.

El mercado ha respondido creando paneles que mantienen el revestimiento macizo pero con burbujas acopadas en el núcleo en lugar de canales longitudinales. Estos paneles (a veces denominados erróneamente paneles de 'nido de abeja') muestran un comportamiento más similar a los isótropos, pero el proceso de producción tiene algunas limitaciones importantes, aunque sigue siendo continuo y los productos funcionan razonablemente bien en unos niveles de espesor muy bajos, de 3 a 5 mm.
Los fallos se relacionan principalmente con el hecho de que el proceso de conformación utilizado para crear las formas acopadas estira mucho el material y de forma desigual; esto tiene un fuerte efecto negativo en el rendimiento mecánico del producto terminado, así como en los límites superiores del espesor, y por lo tanto también en la rigidez, alcanzable para estos paneles.

La evolución más reciente de la tecnología para la fabricación de paneles sándwich hace posible la producción de láminas de polipropileno con un verdadero núcleo de nido de abeja –es decir, con una estructura de hexágonos entrelazados– en un proceso continuo. Gracias a esta estructuración óptima, las planchas de nido de abeja presentan una rigidez mucho más elevada y uniforme, así como resistencia a la flexión y a la compresión, en comparación con las anteriores.

Debido a que los nidos de abeja se forman de una manera diferente a la utilizada para hacer los núcleos acopados, es posible una conformación mucho más uniforme de la estructura del núcleo. Las planchas pueden fabricarse con espesores de entre 3 y 60 mm y pueden utilizarse para aplicaciones muy exigentes, incluidas las de automoción y las de edificación y construcción. Además, debido a que los nidos de abeja son pequeños y están completamente sellados, el aire atrapado hace de la estructura un aislante térmico muy eficiente.

EconCore desarrolló en Bélgica el método de producción continuo de los nidos de abeja termoplásticos. La empresa ha licenciado la tecnología patentada a diversas empresas líder del mercado en todo el mundo. El número de usuarios crece rápido, así como el abanico de aplicaciones.

La tecnología es única por su especial combinación de un proceso de producción altamente automatizado y de alta velocidad que proporciona estructuras de nido de abeja de alta calidad a los niveles de coste más bajos posibles. Permite una mayor reducción de peso en el uso que otros procesos alternativos y permite disminuir las emisiones de CO2, mientras que los bajos costes de producción permiten la sustitución efectiva de otros materiales de paneles sándwich y homogéneos.

Tabla comparativa de rendimiento de los distintos paneles sándwich de polipropileno con un grosor de en torno a los 10 mm. 

Alta velocidad continua en la producción en serie de paneles y materiales de núcleo de nido de abeja. 

El fundido de la resina termoplástica se introduce en un molde de termoconformado cilíndrico donde se forman los semihexágonos. A medida que el proceso continúa, los semihexágonos son plegados a alta velocidad, una fila transversal contra la siguiente, para conseguir la forma final de nido de abeja. Inmediatamente después de esto, se aplican las capas de revestimiento macizas a ambos lados y se sueldan sobre el núcleo, formando el panel sándwich de nido de abeja.

Normalmente, en la tecnología de producción continua, los núcleos de nido de abeja son de polipropileno, pero otros polímeros termoplásticos (que incluyen PE, PET, PVC, ABS, PC, PPS y PLA) también han demostrado funcionar bien; la elección depende de la aplicación.

Las planchas de nido de abeja a base de PP al 100 % se utilizan en aplicaciones de embalaje y logística (incluidos los cada vez más populares contenedores modulares y reutilizables de uso industrial, así como palés de plástico duraderos e higiénicos, placas intercaladas, separadores, paneles de protección), automoción (incluyendo piezas termoformadas del interior del automóvil y revestimientos para furgonetas), edificación y construcción (incluyendo vallas temporales, protección de suelos y paneles de hormigón fundido), y expositores.

En lo que respecta a los contenedores plegables reutilizables de uso industrial, las unidades basadas en la verdadera estructura de nido de abeja fabricada con el proceso EconCore muestran una mayor capacidad de apilamiento y de carga en comparación con las que se fabrican con planchas de núcleo de burbuja acopada. La consecuencia de la mayor relación rendimiento-peso de los verdaderos paneles de nido de abeja es también la reducción de cantidad de material requerido y, por lo tanto, el menor coste. Los operadores principales del mercado logístico están cambiando hoy en día a la tecnología del nido de abeja, y otros sectores del mercado también están adoptando cada vez más esta tecnología.

Siguen abriéndose nuevos campos de aplicación. Particularmente en Norteamérica, existe actualmente una creciente demanda de soluciones ligeras y rentables para muchas aplicaciones, especialmente en el sector de la automoción y del transporte. De hecho, la reducción del peso de los coches nuevos para conseguir una mayor economía de combustible es un objetivo importante para los fabricantes de vehículos de todo el mundo, y los paneles sándwich de nido de abeja pueden desempeñar un papel importante.

EconCore desarrolló en Bélgica el método de producción continuo de los nidos de abeja termoplásticos. La empresa ha licenciado la tecnología patentada a diversas empresas líder del mercado en todo el mundo.

La combinación del núcleo de nido de abeja termoplástico con otros tipos de materiales para el revestimiento, como materiales compuestos y metales, puede ampliar aún más la gama de aplicaciones. EconCore recientemente unió fuerzas con compañías líderes en el mercado para desarrollar nuevos materiales sándwich termoplásticos de materiales compuestos que ofrecen nuevas perspectivas, particularmente en aplicaciones automotrices y de transporte más amplias. Al incorporar la tecnología de producción de nido de abeja con revestimientos termoplásticos reforzados de fibra, por ejemplo, se puede hacer un panel sándwich que tenga propiedades mecánicas aún mejores que un sándwich monomaterial, y que a la vez siga siendo competitivo en costo comparado con los materiales tradicionales de láminas. Los paneles de nido de abeja también se pueden moldear en piezas 3D acabadas mediante un proceso de termoconformado/sobremoldeo de una sola aplicación.

Los núcleos termoplásticos de nido de abeja con revestimiento de materiales compuestos termoplásticos elevan el rendimiento en otro grado en lo que se refiere a resistencia y rigidez, y son totalmente reciclables. Las estructuras sándwich de material compuesto termoplástico, con sus propiedades mecánicas de alta calidad, son adecuadas para sustituir a los metales en muchas áreas y reducir así su peso; por ejemplo, en los vehículos de motor, pero también en la industria de la construcción y del transporte, la edificación y construcción, la construcción de embarcaciones y de muebles y los vehículos recreativos.

Los núcleos termoplásticos de nido de abeja con revestimiento de materiales compuestos termoplásticos elevan el rendimiento en otro grado en lo que se refiere a resistencia y rigidez, y son totalmente reciclables.

“En particular, vemos oportunidades de rápido crecimiento en aplicaciones del transporte pesado, incluyendo techos y paredes de camiones y remolques, elementos aerodinámicos, revestimientos de furgonetas e incluso más soluciones de logística y almacenamiento”, dice Tomasz Czarnecki, director de Operaciones de EconCore. “Nuestra tecnología es superior en lo referente a valor de aislamiento térmico, así como en su contribución a la rigidez estructural con un peso y costo mínimos. Esto se confirmó recientemente cuando EconCore licenció su proceso a Wabash National Corporation, el líder del mercado estadounidense en equipos de camiones comerciales y productos asociados como paneles compuestos y faldones laterales”.

Las estructuras sándwich de material compuesto termoplástico, con sus propiedades mecánicas de alta calidad, son adecuadas para sustituir a los metales en muchas áreas y reducir así su peso.

Redacción Interempresas
08 Enero 2018

Aroma en el interior: Netstal mostró una aplicación de co-inyección en Fakuma 2017

Presentó un sistema completo para la fabricación de cápsulas de café multicapa con IM

Netstal fabricó cápsulas de café de tres capas mediante un proceso de co-inyección en la pasada edición de Fakuma 2017, celebrada el pasado mes de octubre en Friedrichshafen. Para llevar a cabo el proceso se utilizó una inyectora Elion eléctrica bi componente con una fuerza de cierre de 1.200 kN. El proceso de inyección de tipo sándwich permite que las cápsulas de plástico decoradas con IML y muchos otros productos de packaging se fabriquen con efecto de barrera de forma totalmente eficiente.

Aroma en el interior: fabricación en vivo de cápsulas de café con tecnología barrera
Junto con otras empresas, Netstal mostró las ventajas que ofrece el proceso de coinyección en el ámbito del moldeo por inyección de envases de pared delgada y protección de aroma. La aplicación, presentada por primera vez en la feria, se realizó en un modelo Elion 1200 completamente eléctrico que producía cápsulas con una unidad de inyección adicional y un molde de 4 cavidades. El tiempo total del ciclo fue de alrededor de 4,9 segundos.

Las cápsulas de café decoradas con IML se fabrican mediante el proceso de co-inyección, con el núcleo de EVOH que proporciona una excelente protección contra el aroma.

Un sistema automatizado de Beck colocaba las etiquetas Verstraete IML en el molde y retiraba las cápsulas decoradas después del proceso de inyección. Las piezas terminadas se apilaban con la cara de la apertura hacia abajo y un sistema de inspección óptica IMD Vista integrado en el robot de extracción comprobaba la posición y el grosor de la barrera de EVOH. Finalmente, las cápsulas compatibles con Nespresso se almacenaban en un contenedor a granel.

Elion 1200-250 / 120: Dinámica de inyección elevada y máxima precisión
La fabricación de piezas de pared delgada requiere un alto nivel de rendimiento de inyección. No solo es decisiva la máxima velocidad de inyección alcanzable, sino también la dinámica. Además, también se necesita precisión absoluta y repetibilidad para formar las múltiples capas con precisión. “Con su unidad de inyección principal totalmente eléctrica y la unidad Plasdan integrada verticalmente (vía VNC), dentro de un espacio pequeño, la inyectora Elion 1200-250 / 120 proporciona capacidades de rendimiento ideales que permiten la implementación exitosa del proceso de co-inyección”, declaró Marcel Christen, gerente de producto de Aplicaciones y Envases en Netstal.

Diseñada para trabajar a una velocidad muy alta, la unidad de sujeción del Elion permite tiempos de ciclo cortos para cada aplicación. Debido a su diseño modular consistente y una gran cantidad de opciones de equipamiento adicionales, Elion se puede adaptar para satisfacer las necesidades de diversas áreas de aplicación.

Co-inyección: tres capas para proporcionar una protección eficaz contra el aroma
El factor más importante de una cápsula de café es proteger el contenido contra la influencia del oxígeno, la luz y la humedad; solo entonces el consumidor puede disfrutar plenamente del aroma. El aluminio ofrece una protección de aroma muy efectiva, pero requiere tanta energía para su fabricación que la industria dirigió su atención hacia el uso de plástico para este producto desechable.

El factor decisivo fue cómo preservar el aroma. “La solución de Netstal destaca por ser un proceso de coinyección de precisión y por el excelente efecto barrera del copolímero de etileno y alcohol vinílico (EVOH) y el alcohol polivinílico (PVOH)”, explicó el ingeniero de aplicaciones de Netstal Reto Gmür.

Las soluciones de polipropileno (PP) de una capa y de ácido poliláctico (PLA) son muy populares. Aunque son simples y rentables de fabricar, ni el PP ni el PLA tienen un efecto de barrera destacable. Como consecuencia, se requieren envases secundarios como por ejemplo, bolsitas o similares. Al contrario, la aplicación Netstal explota las ventajas de la tecnología multicapa. En el moldeo por inyección de coinyección, la masa fundida de dos unidades de inyección se inyecta en las cavidades del molde a través del mismo bebedero.

El modelo Elion totalmente eléctrico estaba equipado con una unidad de inyección Plasdan adicional para la aplicación de Fakuma.

“El material que llega primero forma la sección exterior de la pieza moldeada, que encapsula el núcleo interno creado por el segundo componente. En el caso de nuestras cápsulas de café, una capa de EVOH está rodeada por dos capas de PP, creando así un sándwich extremadamente delgado con un espesor de pared total de tan solo 0,4 mm”, explicó Gmür. Mientras que el EVOH (0,06 mm) protege el café, las capas de PP (cada 0,17 mm) protegen al EVOH, ya que el material sensible de otra manera absorbería la humedad y perdería su efectividad barrera debido al intercambio de gases. El resultado es una cápsula hermética al aroma que puede usarse sin ningún tipo de envase secundario.

Otras opciones de aplicación para el moldeo por inyección multicapa
“La tecnología multicapa es muy versátil en términos de uso y también es adecuada, por ejemplo, para bloquear la luz o en el uso de materiales reciclados”, explicó Christen. En el primer ejemplo, la capa interna podría reemplazarse por un polímero negro, mientras que en el segundo, la capa externa sería un material nuevo y la capa central estaría hecha de plástico reciclado. En consecuencia, Marcel Christen ve un futuro brillante para el proceso: “El moldeo por inyección tipo sándwich ofrece oportunidades únicas que nos permiten contemplar muchas otras áreas de aplicación además del café y té en dosis, por ejemplo, alimentos infantiles, concentrados de refrescos, medicinas y muchas más aplicaciones de envasado que requieren una eficacia de barrera de confianza”.

Redacción Interempresas
12 Enero 2018

Innovación, clave del crecimiento de los platos preparados

La reducción de grasas y azúcares, la eliminación de aditivos, los productos sin conservantes ni colorantes y los compuestos por nuevas materias primas lideran la innovación

Desde la sustitución de proteínas animales por vegetales hasta la reducción de sal, azúcares y materias grasas o la introducción de fibra, el sector de platos preparados sigue apoyándose en la innovación para crecer, ganando presencia en el hogar y alcanzando un consumo de 14,26 kg por persona y año, lo que supone un 3,6% del gasto total en alimentación y bebidas para el hogar.

El constante esfuerzo innovador del sector y una estrategia orientada a I+D han permitido un gran crecimiento de la producción de platos preparados, fortaleciendo su liderazgo en el segmento de los productos commodities. “Las compañías que integran Asefapre (Asociación Española de Fabricantes de Platos Preparados) mantienen una constante ampliación de sus instalaciones, creando nuevas líneas de producción con la maquinaria más moderna y la tecnología más avanzada en toda la cadena, que las sitúan a la vanguardia del sector”, afirma el secretario general de la Asociación, Álvaro Aguilar.

Los platos internacionales e innovadores, como la musaka, se encuentran cada vez más presentes en nuestra gastronomía. 

El desarrollo de nuevas especialidades y la inversión en investigación han aumentado progresivamente para hacer frente a las demandas de todo tipo de consumidores, destacando en la actualidad las enfocadas hacía la búsqueda de alimentos saludables y equilibrados. “La reducción de sal y grasas saturadas, la eliminación de aditivos, la elaboración de productos sin conservantes ni colorantes, o dirigidos a personas con patologías digestivas, entre las que destacan la enfermedad celíaca o la tolerancia a la lactosa, marcan la innovación en el sector“, explica Aguilar.

Sin embargo, la innovación en el mercado de los platos preparados va más allá e incluye la identificación de nuevas materias primas e ingredientes; la creación de nuevas formulaciones y procesos de elaboración, y la adaptación a los hábitos de consumo a través de nuevos formatos y contenidos.

El uso de materia prima de calidad le da un valor añadido a los productos tradicionales como el arroz tres delicias. 

Innovación en el envase
De acuerdo con la normativa vigente desde diciembre de 2016, todos los productos deben incluir información nutricional en el etiquetado y así responder a las exigencias de las autoridades mundiales en relación a las restricciones de ingredientes no saludables recogidas en el Reglamento IAC, que modificaba el etiquetado de los alimentos antes en vigor en la UE para permitir a los consumidores elegir con conocimiento de causa y utilizar los alimentos de forma segura.

En este sentido, el envase de los platos preparados proporciona una información más detallada al consumidor mediante la fecha del envasado, el fabricante, la cantidad de los alimentos e ingredientes empleados o los métodos de conservación y elaboración.

En relación a la innovación centrada en los formatos de los platos preparados, la industria está trabajando en procesos menos invasivos con envasados que permitan métodos de cocción al vapor, así como una mejor calidad sensorial de los productos.

La innovación en envasado, como la de Cryovac Sealappeal OSF de Sealed Air, es muy llamativa para el consumidor. 

Nuevos productos, nuevos sabores, nuevos conceptos
Desde que el sector comenzara a ampliar su línea de productos con nuevas especialidades, la inversión en investigación y desarrollo ha aumentado progresivamente para hacer frente a las demandas de todo tipo de consumidores.

Cabe destacar la innovación en una nueva gama de productos adaptados a las necesidades de los consumidores de hoy, que pasa por la sustitución de proteínas animales por proteínas vegetales (legumbres, cereales como quinoa, espelta o garbanzos) o la ya nombrada reducción de sal, azúcares y materias grasas e incluso, la introducción de fibra, entre otras.

Asimismo, con el objetivo de buscar alimentos cada vez más saludables y equilibrados, el sector también mantiene una preocupación constante por la eliminación de aditivos o la elaboración de productos sin conservantes ni colorantes.

El abanico de soluciones que da respuesta a esta demanda es muy amplio e incluye medidas como la identificación de nuevas materias primas e ingredientes, innovadoras formulaciones y procesos de elaboración y estudios de preferencias. Todo ello da como resultado productos con nuevos sabores y conceptos, adaptados a los gustos de cualquier consumidor.

Clasificación de los platos preparados
Por definición, denominamos plato preparado a una elaboración culinaria envasada y lista para ser consumida con un mínimo de operaciones. De esta forma, a la hora de hablar de platos preparados, cabe clasificarlos desde dos ángulos: por la familia a la que pertenecen o por la forma de elaborarlos.

Dependiendo de la familia de productos a la que pertenece, la industria de los platos preparados se cataloga en: productos cárnicos; productos del mar; croquetas; calamares a la romana; surimi y gulas; pastas; salteados y arroces; cremas y sopas; verduras; pizzas y paninis, y postres.

Redacción Interempresas
08/01/2018

La revolución de los juguetes de silicona hace frente a la saturación tecnológica

La empresa Dëna ha lanzado un catálogo de juguetes resistentes, ecológicos, higiénicos y seguros
El competitivo mercado del juguete es escenario de la lucha entre una legión de artefactos tecnológicos y los productos más tradicionales. Preocupado como padre por esta tendencia, Roberto Garcia ha creado Dëna, una empresa vasca que ha lanzado juguetes resistentes, ecológicos, higiénicos y seguros, elaborados con silicona platino.

El director de Dëna trabaja desde 2016 en la incubadora de empresas BIC Gipuzkoa, en San Sebastián, desde donde ha conseguido dar forma a su primer catálogo de juguetes. Mientras comienza a idear nuevos diseños de juguetes, envía muestras a distribuidores de Francia, Bélgica o Alemania, donde los productos Dëna están siendo muy bien recibidos. Entre tanto, la comercialización de cara a estas navidades de estos juguetes se está realizando a nivel nacional a través de un centenar de tiendas de toda España, gracias al distribuidor TincToys, y de la web www.denatoys.com

Dëna es el innovador material utilizado para su elaboración: la silicona platino. 

Dëna quiere apostar por el juego tradicional, más seguro, que fomenta la creatividad e implica estrategias de resolución. Roberto García se ha basado en el método Montessori, en el que cada elemento del entorno del niño tiene como objetivo contribuir a su desarrollo, y propicia el aprendizaje individual mediante aspectos como la libertad de movimiento y de elección.

Su apuesta cuenta con el respaldo de psicólogos y expertos en educación, que resaltan que los dispositivos electrónicos a edades tempranas fomentan el sedentarismo de los menores e incluso pueden reducir su desarrollo psicomotriz. Trastornos como la ansiedad, la depresión y los déficits cognitivos y afectivos también aparecen relacionados con el uso excesivo de estos aparatos tecnológicos, además del riesgo que conlleva la manipulación de pilas, cables y baterías por parte de los más pequeños.

Material innovador

Una de las claves de los juguetes Dëna es el innovador material utilizado para su elaboración: la silicona platino. Este material, blando, resistente, ecológico, libre de BPA y 100% seguro (es el mismo con el que se fabrican los chupetes) permite el contacto con los alimentos. Soporta temperaturas extremas y repele los gérmenes, lo que facilita su limpieza en el lavavajillas y garantiza la máxima higiene.

El material soporta temperaturas extremas y repele los gérmenes, lo que facilita su limpieza en el lavavajillas y garantiza la máxima higiene.

En cuanto a los juguetes creados por Dëna, su vocación es dar la máxima libertad a los pequeños para que descubran sus mil usos: apilar, construir, morder, imaginar e incluso utilizarlos como molde para cocinar en familia. Roberto García resume esta versatilidad con un lema: “Todo es posible”.

De esta manera, estos juguetes poseen las virtudes de los clásicos juguetes de madera, que se encuentran en recuperación en el mercado, pero ninguno de sus defectos. Así, se doblan sin perder la forma, no se rompen, no pesan, ni se convierten en objetos contundentes si se arrojan. 

Redacción Interempresas

29 Diciembre 2017

Un nuevo sistema de formulación y procesado de termoplásticos conductores permite ahorrar costos

Aimplas, Instituto Tecnológico del Plástico, está desarrollando el proyecto Medohmline cuyo objetivo es reducir los tiempos de formulación y el procesado de compuestos termoplásticos avanzados y así reducir costos de producción y acortar el time to market.

Para llevarlo a cabo, se ha diseñado un nuevo dispositivo para poder medir propiedades eléctricas de materiales compuestos durante su obtención (medición inline). Por otra parte, se han optimizado las propiedades eléctricas de los compuestos conductores con cargas y fibras innovadoras para su aplicación en sectores como el eléctrico electrónico, la automoción o el de la electrónica de hogar.

El proyecto también contempla la generación del conocimiento necesario para exportar esta tecnología a procesos de extrusión monohusillo de producto final como lámina o tubo o inyección de piezas.

El proyecto Medohmline cuenta con el apoyo de la Conselleria d'Economia Sostenible, Sectors Productius, Comerç i Treball de la Generalitat Valenciana a través del Ivace, y está cofinanciado por los fondos Feder de la UE, dentro del Programa Operativo Feder de la Comunitat Valenciana 2014-2020.

Interempresas
27 Diciembre 2017

Crean circuitos electrónicos ¡con tinta!

Capaces de conducir la electricidad y encender un LED, simplemente se pintan con un bolígrafo sobre plástico o papel

Los investigadores han cargado el cartucho de una pluma estilográfica con la nueva tinta. Con ella han dibujado un circuito electrónico que permite iluminar un LED. - INM

De la misma forma que hoy se imprimen textos e imágenes sobre un papel, en el futuro se podrán usar impresoras para fabricar todo tipo de circuitos electrónicos. Esa tecnología requerirá de nuevas tintas, como la que acaban de presentar en la feria industrial de Hannover, la más grande del mundo, investigadores del Instituto Leibniz para Nuevos Materiales (INM, Alemania).

“Con esta tinta se puede cargar el cartucho de una pluma estilográfica y dibujar un circuito electrónico para iluminar un LED“, destaca a Sinc Lola González García, la científica española que ha participado en su desarrollo. Los detalles se publican en la revista Chemical Science.

Los componentes de este innovador producto son nanopartículas de oro recubiertas con un polímero orgánico conductor. Las nanoestructuras resultantes son muy estables diluidas en alcoholes y agua, los ingredientes habituales de las tintas convencionales. De hecho, la idea es aplicar el método en impresoras de inyección de tinta.

“El tamaño nanométrico de las partículas metálicas y su buena estabilidad hacen que se puedan imprimir líneas de tinta muy finas (de unas pocas micras)", explica González, quien recuerda que el minimizar al máximo el ancho de estas líneas es uno de los temas estrella en la electrónica impresa actual.

Otra de las ventajas de la tinta, que se hace conductora cuando se seca, es que permite dibujar los circuitos eléctricos sobre materiales flexibles, como el papel o el plástico, utilizando herramientas tan comunes como un bolígrafo y sin necesidad de ningún proceso adicional.

Esto se consigue gracias a las propiedades de los polímeros, que tienen una triple función. Por una parte, ejercen de ‘ligandos’ que estabilizan las partículas metálicas y aseguran que queden suspendidas en el disolvente (si se aglomeraran demasiado perjudicarían el proceso de impresión). Por otra, ayudan a empaquetarlas durante el secado, mejorando la calidad de las líneas impresas. Además, actúan como una 'bisagra': cuando el material se dobla mantienen la conectividad entre las partículas metálicas y, por tanto, su conductividad eléctrica.

Ya existían otras tintas con nanopartículas metálicas y ligandos orgánicos, pero el problema fundamental es que las moléculas orgánicas son aislantes –no conducen la electricidad–, lo que imposibilita su utilización a menos que se aplique un proceso de sinterizado (tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico para aumentar su resistencia) después de imprimir el material.
Este proceso conlleva una serie de inconvenientes, como tener que emplear temperaturas altas no compatibles con todo tipo de substratos (papel, plásticos o textiles, por ejemplo), así como el deterioro de la calidad de las líneas impresas.

“Pero nuestras nuevas tintas no requieren sinterización, además de ser particularmente flexibles y ser conductoras tan pronto como se secan”, concluye Tobias Kraus, director del grupo Structure Formation del INM.

Este estudio se enmarca dentro de NanoSpekt, un proyecto para el desarrollo de materiales para electrónica impresa, dentro del que los investigadores también han fabricado otro producto: nanocables de oro extremadamente finos(menos de 2 nanómetros) y muy asimétricos (entre 4 y 8 micrómetros de largo). La técnica ha permitido estampar motivos con un ancho de línea menor a 1 micra, otro avance a la hora de miniaturizar los circuitos electrónicos impresos.

Los materiales que presentan en este otro artículo, publicado en la revista Nano Letters, son muy transparentes (hasta el 92% de transparencia) y mantienen una buena conductividad frente al doblado. “Es decir, son flexibles, transparentes y conductores, ideales para mercados como las pantallas flexibles o implantes médicos”, señala González.

ABC Ciencia

27/04/2016 

La impresión 3D logra el 'punto de equilibrio' frente al moldeo por inyección en 110,000 piezas

La nueva máquina de impresión 3D de alta productividad de HP, y su creciente gama de fuentes y tipos de materiales en polvo, ayudan a reducir los costos de los componentes.

Un nuevo hito en el camino hacia la fabricación en volumen con impresión 3D: HP Inc., Palo Alto, California, afirma haber elevado el límite en el que su proceso Multi Jet Fusion es competitivo en costos con el moldeo por inyección ahora en 110,000 piezas. HP afirma tener "economías de escala desbloqueadas" con su nueva máquina Jet Fusion 3D 4210 para su proceso modificado de inyección de tinta. Esta aumenta el punto de equilibrio económico de 50,000 partes para el modelo anterior 4200. El modelo 4210 emplea varias actualizaciones de hardware y software (adaptables a los modelos 4200) para mejorar la productividad y reducir el costo de las piezas, especialmente la capacidad de alimentar materiales de embalaje a granel ( por ejemplo, 1000 litros). HP afirma "el menor costo por pieza de la industria, hasta un 65% menos que otros métodos de impresión 3D". HP también afirma que su sistema Jet Fusion es hasta 10 veces más rápido que otros métodos.

Al continuar reduciendo los costos de las piezas, HP apunta a un punto de equilibrio de 1 millón de piezas. Para alcanzar ese objetivo, es esencial reducir el costo de las materias primas en polvo termoplástico, que HP persigue a través de una amplia gama de asociaciones con empresas de materiales. La Plataforma Abierta de Materiales de HP ya incluye a Arkema, BASF, Evonik, Henkel, Lehmann & Voss y Sinopec Yanshan Petrochemical Co. de China. HP recientemente agregó dos nuevos socios: uno es Lubrizol, que traerá los elastómeros de TPU como la próxima gran adición a la línea de materiales Jet Fusion de HP. El segundo es Dressler Group, especialista en productos químicos de molienda y refinación. Ofrecerá a los socios de materiales de HP acceso preferente a sus capacidades de molienda por contrato, ayudando a reducir una de las principales barreras para el desarrollo de materiales, dice HP.

HP también anunció tres adiciones a su gama de materiales de "alta reutilización", en referencia a la capacidad de reutilizar hasta el 80% de polvo sobrante. Agregado al polvo original de nylon 12, ahora también hay un nylon 11 para piezas que requieren ductilidad y flexibilidad; nylon 12 con 40% de cuentas de vidrio para piezas que requieren alta rigidez; y PP (disponible a mediados de año), para piezas que requieren bajo costo, peso ligero y buena resistencia química. En el futuro, HP apunta a agregar más materiales de nylon, más variedades de grados rellenos y materiales adicionales de alto rendimiento. HP dice que está trabajando con más de 50 compañías de materiales, incluidos Dow y DSM, que aún se encuentran en la etapa de desarrollo.

STAFF REPORT
Plastics Technology
12/27/2017