Dopo un anno di ricerca, il progetto IVACE e-PLAST è stato completato con successo. Questo progetto si è concentrato sulla ricerca e lo sviluppo di materiali plastici elettricamente conduttivi con proprietà avanzate per la loro applicazione nella mobilità sostenibile e nei trasporti intelligenti. È stato supportato e monitorato da aziende come Faurecia, Industrias Alegre, Vicedo, ESB Sistemas e il Cluster Automobilistico della Comunità Valenciana AVIA.
Il progetto e-PLAST si è concentrato sullo sviluppo di nuovi materiali plastici e compositi elettricamente conduttivi, basati su nanofiller conduttivi come nanotubi di carbonio e fibre di carbonio, per la schermatura elettromagnetica leggera; nonché sullo sviluppo di elettronica flessibile stampata (sensori capacitivi e cursori) integrata in materiali plastici tramite In Mold Electronics, per ottenere superfici capacitive per lo sviluppo di soluzioni di interazione uomo-macchina per il settore della mobilità e dei trasporti.
La tecnologia In-Mold Electronics (IME) elimina il peso aggiuntivo e le operazioni di post-elaborazione, consentendo l'integrazione dei circuiti elettronici direttamente nel componente stampato a iniezione durante il ciclo di stampaggio. Combina la tecnologia di decorazione in-mold (IMD) con l'elettronica stampata. I vantaggi includono una maggiore produttività, una riduzione dei costi complessivi del sistema e una maggiore flessibilità di progettazione, poiché elimina i pulsanti e i molteplici strati necessari per l'assemblaggio degli interruttori elettromeccanici convenzionali, sostituendoli con componenti in plastica pre-integrati e superfici capacitive. Il risultato sono componenti altamente funzionali, leggeri ed esteticamente gradevoli.
In genere, un'applicazione di elettronica In-Mold (In-Mold Electronics) inizia con la serigrafia di un disegno decorativo su una pellicola di PC o PE. I circuiti, i sensori e le tracce conduttive vengono quindi serigrafati utilizzando una combinazione di paste conduttive (principalmente argento, rame e carbonio) e dielettriche. Una volta polimerizzate, le pellicole stampate vengono termoformate in una forma 3D. Queste forme 3D vengono poi posizionate in uno stampo a iniezione dove viene iniettata la resina dietro di esse. Il componente finale è un componente in plastica rigida con funzionalità integrate. I componenti a montaggio superficiale, come connettori o LED, vengono aggiunti dopo le operazioni di formatura e stampaggio per migliorare la funzionalità del componente.
Questa tecnologia consente lo sviluppo di cruscotti, illuminazione ambientale e comandi per porte e finestre automobilistiche, nonché comandi touch sui pannelli frontali degli elettrodomestici e altre applicazioni per il settore sanitario, come il monitoraggio dei pazienti e l'integrazione dell'elettronica in ortesi e protesi. In breve, la tecnologia IME permette di integrare nuove funzionalità in strutture complesse o in componenti sottili e leggeri che altrimenti sarebbero impossibili da realizzare. Consente inoltre di ridurre il consumo di materiali e componenti e semplifica l'integrazione dell'elettronica nel prodotto finale eliminando le fasi intermedie.
La semplificazione del processo e la leggerezza della parte finale rendono questa tecnologia una valida alternativa per l'integrazione dell'elettronica in diversi dispositivi e applicazioni nei settori della mobilità e dei trasporti, degli elettrodomestici, della sanità e di altri dispositivi elettronici.
I risultati presentati in questo articolo derivano da una ricerca condotta nell'ambito del progetto ePLAST, che ha beneficiato della collaborazione di importanti aziende e organizzazioni del settore automobilistico nella Comunità Valenciana, come il Cluster AVIA e FAURECIA; aziende leader nello stampaggio a iniezione di materie plastiche per il settore automobilistico come Industrias Alegre e Vicedo-Martí; e aziende di telecomunicazioni come ESB Sistemas, la cui principale area di attività è la mobilità e i trasporti. Il progetto ePLAST è finanziato dal Ministero dell'Economia Sostenibile, dei Settori Produttivi, del Commercio e del Lavoro della Regione Valenciana attraverso sovvenzioni dell'IVACE, con il cofinanziamento dei fondi FESR dell'UE, nell'ambito del Programma Operativo FESR della Comunità Valenciana 2014-2020. Questi finanziamenti sono destinati ai centri tecnologici della Comunità Valenciana per lo sviluppo di progetti di ricerca e sviluppo non economici, realizzati in collaborazione con le imprese, per l'anno 2020.
Autrice: Susana Otero, ricercatrice principale in ingegneria presso AIMPLAS
