¿Qué es la plastrónica? Estamos ante la nueva generación de circuitos eléctricos para crear dispositivos nunca antes vistos. Imagina unos sensores en tu ropa que miden tus signos vitales o envases que calientan la comida sin conectarse a la electricidad, eso sí es futurista.
En Walter Pack somos especialistas en esto, ya que llevamos más de 30 años ofreciendo soluciones innovadoras en plástico. ¿Quieres saber de qué se trata? Aquí conocerás todo acerca de esta nueva tecnología.
¿Qué es la plastrónica y por qué es relevante hoy?
Se entiende por plastrónica la tecnología basada en la fusión entre circuitos electrónicos y polímeros plásticos. De esta manera, se crean piezas tecnológicas que se caracterizan por lo siguiente:
- Se trata de una tecnología ecológica, que reduce notablemente el número de componentes que se usan para ensamblar electrodomésticos.
- Gracias a esta técnica, se obtienen circuitos flexibles que siguen funcionando aun cuando se doblan.
- Los procesos de producción de este estilo reducen considerablemente los residuos y la energía requerida. Además, se pueden reutilizar microplásticos en su fabricación.
La sostenibilidad es una de las claves de la producción en cualquier industria y en este caso se ve bastante favorecida.
Tecnologías clave en plastrónica
La integración electrónica en plásticos representa un avance en la forma en la cual se desarrolla la tecnología. Sin embargo, esto no sería posible sin algunos conceptos clave que debemos mencionar.
In-Mold Electronics (IME): Integración de circuitos en moldes
En primer lugar, el In-Mold Electronics (IME). Esta tecnología utiliza el cobre y la plata para imprimir el circuito sobre la pieza plástica:
- La impresión de plata o cobre sigue un patrón previamente colocado sobre el plástico
- Luego de fijar el circuito, el plástico se calienta hasta volverse maleable, para darle una forma en tres dimensiones
- Esta lámina se coloca en el molde donde posteriormente se inyecta la resina para crear el dispositivo
El IME es el corazón de esta tecnología. Elimina ensamblajes, piezas y abarata los costos y el tiempo de producción. Además, reduce en un 77% el peso de los circuitos y en 93% el grosor.
Electrónica impresa en plástico: Flexibilidad y adaptabilidad
Para poder recrear los complicados diseños de circuitos se desarrolló la electrónica impresa en plástico:
- La impresión del circuito es realizada en un material flexible y resistente como el polipropileno o el policarbonato
- Aparte de las partículas de cobre y plata, se utiliza el polímero conductor PEDOT:PSS. Su capacidad conductora no se interrumpe incluso ante una deformación severa.
- Este procedimiento permite la creación de circuitos flexibles. Además, la impresión se adapta a cualquier superficie, incluso curvas.
Poco a poco, la tecnología de electrónica plástica crea nuevas tendencias para el futuro. Un ejemplo es la creación de circuitos ultradelgados que pueden instalarse en envases inteligentes.
Electrónica flexible: Nuevas posibilidades en diseño de productos
No podía faltar la electrónica flexible, la característica más llamativa de esta nueva tecnología. Se basa precisamente en la flexibilidad de los circuitos sin perder su funcionalidad:
- La incorporación de nanotubos de carbono y del grafeno confiere una mejora notable en conductividad y flexibilidad a los circuitos con PEDOT:PSS.
- A partir de aquí surgen productos como los wearables. Dispositivos electrónicos incorporados en parches o en la ropa, con infinidad de funciones.
- En el futuro, podremos ver cómo los circuitos se adaptarán a casi cualquier diseño
No hay duda que esta característica es una gran revolución tecnológica, redefiniendo las interacciones entre formas y funcionalidad. Algo que se verá en el futuro en áreas como la salud y la automoción.
Procesos de fabricación en plastrónica
Ahora llega el momento de averiguar cómo es la producción de circuitos electrónicos integrados en plástico. Esto comprende directamente dos pasos fundamentales que describiremos a continuación.
Termoconformado electrónico: Moldeo de láminas plásticas
El primer proceso a destacar es el termoconformado electrónico. Se basa simplemente en darle forma a un circuito electrónico impreso en una lámina de plástico, creando nuevos diseños para dispositivos:
- Se deben calentar las láminas a una temperatura de alrededor de 150°C, reduciendo la rigidez y otorgando maleabilidad
- El moldeado se hace con moldes simples que generan una presión de vacío de 600-760 mmHg.
- Por medio de aire comprimido a 60 PSI se pueden elaborar detalles complejos durante el moldeado
- El enfriamiento con ventiladores permite que las láminas conserven su forma
De esta manera, se pueden hacer diseños y también detalles complejos. Además, se elimina la necesidad de incorporar infinidad de piezas para el ensamblaje.
Moldeo por inyección con electrónica: Integración funcional y estructural
Tradicionalmente, los materiales plásticos suelen moldearse por medio de su inyección en un molde prefabricado. Sin embargo, esta nueva tecnología integra dicho procedimiento con los circuitos electrónicos para crear productos muy interesantes:
- Los componentes electrónicos quedan inmersos en el plástico, por lo que existe un mayor grado de integración estructural
- El plástico protege los circuitos contra la humedad, el polvo y otros agentes presentes en la naturaleza
- Un ejemplo podría ser la integración de antenas 5G en las carcasas de los teléfonos.
Gracias al proceso de moldeo por inyección, es posible recrear circuitos bastante resistentes pero maleables. Una de las claves por las que cada vez veremos nuevos dispositivos con toda clase de formas.
Aplicaciones industriales de la plastrónica
Mucha tecnología y muchos circuitos. Todo esto, del moldeo por inyección con electrónica y el termoconformado, ¿tiene alguna aplicación útil? Veamos.
Automoción: Interfaces y controles integrados
A través de la plastrónica, se pueden crear nuevos diseños que mejoren la experiencia del conductor:
- Paneles táctiles en lugar de botones en el volante y la puerta
- Luces de alerta directamente en el plástico
- Sensores en áreas de contacto como el reposabrazos o el asiento
Cada vez iremos viendo nuevos mecanismos para automatizar la experiencia de manejo. Todo esto gracias a la integración de circuitos con el interior del vehículo.
Electrónica de consumo: Dispositivos más ligeros y funcionales
Menos peso y más funciones, ese es el lema que rige a esta disciplina. El alcance que esto tiene es tan amplio que no terminaríamos de explicarlo hoy:
- Producción de baterías flexibles con mayor capacidad de carga sin hacerlas excesivamente pesadas
- Integración de circuitos a bandas de relojes e incluso productos textiles. Las posibilidades con la ropa inteligente y sus sensores son infinitas
- La integración en Smart Glasses puede ser de gran ayuda para añadir mejoras en realidad aumentada
Cualquier dispositivo que utilice esta tecnología podrá incorporar funciones diversas sin que esto signifique más peso. Algo esencial para poder crear productos prácticos que no generen molestias a los consumidores.
Dispositivos médicos: Innovación en salud y bienestar
La salud es una de las ramas más beneficiadas por la tecnología IME. A continuación veremos algunos ejemplos:
- Siguiendo con los wearables, los circuitos en la ropa pueden ayudar a monitorizar datos como la glucosa o la tensión
- El futuro de los parches transdérmicos es brillante, con sistemas que permiten la liberación de medicamentos en dosis precisas
- Imagina la creación de prótesis que reportan datos como la recuperación de tejidos lesionados y al mismo tiempo liberan medicamentos
No hay duda de que el manejo de enfermedades puede evolucionar por medio de esto. Avances que hoy parecen imposibles podrían ayudar a millones de personas a recuperar su calidad de vida.
Electrodomésticos inteligentes: Diseño y funcionalidad combinados
Para el diseño de aparatos del hogar también se puede aprovechar mucho la plastrónica, tal y como veremos a continuación:
- Uso de iluminación LED de distintos colores para establecer el estado de dispositivos como el horno
- Sensores para monitorear toda clase de características, como la frescura de los vegetales en el refrigerador
- Circuitos detectores de fallos en electrodomésticos grandes como lavadoras y refrigeradores
Sin tener que diseñar electrodomésticos grandes o complicados, cada vez podremos ver nuevas funciones integradas. Tal parece que tendrás que renovar todo en tu casa.
Ventajas de la plastrónica en el diseño industrial
Las ventajas que hemos mencionado hasta ahora se aplican perfectamente al diseño industrial. Algunos ejemplos son los siguientes:
- Ahorro de espacio ocupado por circuitos, permitiendo el diseño de maquinaria compacta y ligera
- La creación de circuitos flexibles es esencial para diseñar máquinas ergonómicas para los trabajadores
- Al usar menos piezas, las empresas gastan menos recursos en producir maquinaria industrial
- La implementación de superficies interactivas hará que usar máquinas y dispositivos sea cada vez más fácil
Walter Pack es uno de los grandes referentes en el sector del diseño industrial. El futuro llama a nuestra puerta, por lo que es importante contar con los mejores socios tecnológicos.
Preguntas frecuentes sobre plastrónica
¿Qué diferencia hay entre plastrónica y electrónica tradicional?
En la plastronica se utilizan polímeros de plástico que conducen electricidad, mientras que la electrónica tradicional emplea silicio y germanio. .
¿Qué materiales se utilizan en la plastrónica?
PEDOT:PSS, Poliacetileno, nanotubos de carbono, grafeno y nanopartículas metálicas.
¿Es la plastrónica adecuada para producciones a gran escala?
A pesar de sus beneficios, no se considera adecuada por la falta de soluciones escalables. Además, esta tecnología aún se está probando.
¿Qué sectores se benefician más de la plastrónica?
La salud y la automoción son las que más se beneficiarán, así como la industria de los electrodomésticos.
¿Cómo se garantiza la calidad en productos plastrónicos?
La clave está en escoger los mejores materiales conductores y aplicar pruebas de calidad en los productos terminados.
