Superfícies plàstiques amb funcionalitats avançades

Dins de la Comunitat RIS3CAT- Indústries del Futur, impulsada per la Generalitat de Catalunya, investigadors dels Departaments d’Enginyeria Industrial i  d’Enginyeria Química i Ciència de Materials d’IQS School of Engineering han participat en el projecte PLASTFUN,  cofinançat pel Fons Europeu de Desenvolupament Regional FEDER.

L’objectiu principal d’aquest projecte era establir les tècniques i els mètodes necessaris per a l’aplicació industrial dels circuits electrònics impresos i de nano-textures en peces de plàstic injectades. Així mateix, buscava la coordinació dels recursos necessaris per tal d’establir una línia pilot de fabricació de peces plàstiques amb superfícies funcionalitzades, que puguin permetre a les empreses del territori desenvolupar nous productes amb aquestes tecnologies i obtenir el coneixement necessari per a la seva producció rendible.

Eina de simulació validada per processos industrials

Des de la seva expertesa en el camp de la simulació, els investigadors d’IQS liderats pel Dr. Andrés García del Departament d’Enginyeria Industrial i el Dr. José J.Molins del Departament d’Enginyeria Química i Ciència de Materials han participat en la simulació i reproducció de micro i nano-estructures en el procés d’injecció de plàstics. L’empresa Flubetech (spin-off d’IQS en els seus inicis), dirigida pel Dr. Carles Colominas d’IQS, ha format part també del projecte, aportant la seva expertesa en el recobriment de motlles per a la preparació de superfícies.

Així, en el cas d’IQS, l’objectiu principal era desenvolupar una eina de simulació validada amb experiments per producció industrial, per tal d’optimitzar els paràmetres d’injecció considerant el temps de cicle de peça real. Concretament, s’ha aconseguit desenvolupar aquesta eina baixant el temps de simulació de 72 hores a 10 minuts, podent definir paràmetres com la temperatura d’injecció, la temperatura de motlle i el temps de cicle d’injecció per poder copiar el motiu nano-mètric que dóna propietats a la superfície. D’aquesta manera les empreses poden valorar econòmicament el seu procés abans d’invertir en motlles reduint costos i temps de llançament de producte al mercat.

Vídeo explicatiu  https://youtu.be/4c9W86a224M

Altres aportacions des d’IQS

Els investigadors d’IQS han participat en diferents tasques del projecte, com és la de definició de demostradors i requeriments dels processos de fabricació dels mateixos, avaluant els límits i possibilitats tecnològiques i definint la geometria de les peces i els motius nano-mètrics a replicar després per simulació.

En la tasca de desenvolupament de solucions de micro-nano texturització, des dels grups d’IQS s’ha realitzat la simulació de nano-texturització en injecció plàstica, mitjançant l’estudi en provetes de laboratori  per tal de conèixer com injectar per copiar motius nano-mètrics i tenir funcionalitat de superfície.

En la tasca de configuració de la infraestructura pilot, des d’IQS s’han estudiat els diferents paràmetres per tal de veure quins es poden simular en producció a gran escala.

Finalment, en la fase final d’escalat industrial, els grups d’IQS han realitzat estudis de texturització a gran escala de films micro i nano-texturitzats, així com estudis d’injecció de peces amb motlles a gran escala, i simulacions de la nano-texturització amb paràmetres de producció a gran escala.

En definitiva, IQS ha pogut participar d’un consorci on s’han definit les funcions que es volen portar a fabricació a gran escala, s’ha fabricat la textura a sobre de motlles recoberts que s’han pogut injectar per mirar de replicar aquestes superfícies amb incorporació de films i tintes conductores concrets. Dins del projecte, ha estat possible analitzar les dificultats de portar  a producció a gran escala superfícies amb funcionalitat nano.

IQS ara disposa d’una eina de simulació validada experimentalment en condicions industrials i amb un temps de resposta adequat a les necessitats de la indústria.