Foto: AijuIBI. El plástico es un aislante de la electricidad, pero también puede convertirse en un conductor ampliando así sus potenciales usos, como el bloqueo de campos electromagnéticos o la fabricación de electrodos y la consiguiente reducción de tiempos de fabricación y de coste para la industria. En este campo, el centro tecnológico AIJU y la firma Talleres Tibi, fabricante de electrodos de electroerosión, dedicado al moldeo mediante inyección e interesado en mejorar la producción de electrodos EDM, investigan para crear nuevos materiales plásticos con un mejor rendimiento.
En concreto, estas Aiju y Talleres Tibi están dentro del consorcio del proyecto EDM-Additive, que coordina la empresa de Tibi y en el que también participan la firma Add North 3D, compañía sueca y única productora de filamentos en países nórdicos y +90 3D Digital Factory, un Fab Lab de Turquía, que fabrica piezas 3D. La Universidad de las Palmas de Gran Canaria también ofrece soporte y conocimientos a este proyecto. En un plan que tiene un recorrido de cuatro años y que acabará en 2022, ya tienen varios materiales creados y con múltiples y potenciales usos.
Así, el consorcio se centra en el desarrollo de varios materiales y trabajan con todo tipo de procesos en plásticos. En este caso, quieren usar esos materiales para fabricar electrodos y hacer moldes con electroerosión. Hay dos líneas principales de investigación, una dirigida al sinterizado láser y otra a la impresión 3D de filamentos, que están siendo desarrollados y validados.
Dentro de los sectores industriales en alicante, por ejemplo, puede tener usos en el sector del plástico o el juguete. Ángel Mira, gerente de Talleres Tibi, coordinadores del proyecto y emplazamiento donde realizan pruebas del producto, asegura que en su sector, se puede utilizar en la fabricación de moldes de electroerosión, "sustituyendo a electrodos de cobre, que se tienen que mecanizar con presadoras de control numérico. Los de plástico podrían realizarse con impresoras 3D incluyendo esos componentes que le aporten conductividad eléctrica". De este modo, estos filamentos plásticos con aditivos ayudarían a reducir un 40% los tiempos de fabricación de los electrodos y un 30% su coste. "En la zona del valle del juguete existen muchos talleres de fabricación de molde de inyección que podrían beneficiarse de este material, acortando costes y con unos moldes más competitivos, al eliminar el proceso de mecanizado", apunta Mira.
Por su parte, Asunción Martínez, responsable de materiales innovadores y tecnologías de Aiju, explica que, para crear los materiales plásticos conductores de electricidad, usan "una mezcla de materiales termoplásticos con cargas conductoras con grafeno y sustancias basadas en carbono, que son más resistentes mecánicamente y aportan otras ventajas más".
Fotos: AijuUno de los materiales nuevos creados es un filamento eléctricamente conductor, materia prima que utilizan las impresoras 3D de FDM, con una formulación de fluoruro de polivinilideno y grafeno que es óptimo en aplicaciones de hospitales, equipamiento médico, telecomunicaciones, automoción y la fabricación de electrodos. "Este fluoruro es un polímero muy técnico y muy inerte químicamente. Es resistente y se procesa de forma fácil en comparación con otros polímeros más complicados", asegura Martínez. Trabajan, pues, en varias formulaciones.
La propiedad de conductividad eléctrica en el plástico sirve de apantallamiento electromagnético y evita interferencias o acoplamientos externos en cierta maquinaria, por ejemplo, en dispositivos médicos. "Incluso se puede usar en el juguete: cualquier motor o mecanismo que vaya en una carcasa, se puede cambiar por este plástico para evitar las interferencias", apunta la responsable de materiales innovadores de Aiju. En definitiva, se podría usar en carcasas o piezas donde se acumula la electricidad electroestática, para disminuirla. "Evita esa descarga eléctrica y pueden conseguirse piezas que disipen la electricidad y la acumulación electroestática. Si se consigue esa conductividad, se pueden sustituir las piezas metálicas y de grafito puro". Desde Aiju, trabajan en este proyecto europeo el Área de Energía y el de Materiales Innovadores, unas seis personas.
Los materiales creados permitirán crear piezas más libres y con apantallamiento electromagnético, apto para bloquear campos electromagnéticos. Así, según explican desde el consorcio, su nueva formulación basada en fluoruro de polivinilideno y grafeno es el único filamento polimérico de grado técnico en el mercado. El material está financiado en el marco de Smart-Eureka e Innoglobal a través del CDTI.
"El mercado de los filamentos conductores es un mercado joven pero con un amplio recorrido. Hasta este momento, los filamentos eléctricamente conductores han estado limitados por factores como la conductividad eléctrica, los costes elevados, fragilidad o su bajo punto de fusión". Por esta razón, el proyecto EDM Additive (Nuevos electrodos de electroerosión fabricados con materiales eléctricamente conductores mediante fabricación aditiva) buscaba el desarrollo de nuevos materiales conductores para modelado por deposición fundida y sinterizado láser.
Hasta el momento, el proyecto ha desarrollado cuatro formulaciones. En ellas se aplicaron ensayos de conductividad volumétrica y de superficie. El proyecto EDM-Additive ha recibido el apoyo del programa Eureka Smart y la financiación de organismos nacionales de los países participantes (CDTI en España, Vinnova en Suecia y Tubitak en Turquía).
