Proyecto conjunto TexaS – Sistema modular para textiles inteligentes

Fig. 1 (izquierda): Concepto final del intercalador 2K

Fig. 2 (derecha): Conexión textil posible del interpositor: hilos de sujeción (verde), hilos de contacto (rojo)

Abb. 3: Demostrador de tecnología con interposers bordados y parcialmente montados (Fuente: TITV e. V., Greiz)

Las textiles técnicas se utilizan de diversas formas debido a sus propiedades ventajosas. Estas ventajas surgen de la alta flexibilidad y la variabilidad de los materiales utilizados. Las aplicaciones de las textiles técnicas no solo se encuentran en prendas de vestir, sino también en muchas otras áreas, por ejemplo, en el interior de automóviles.

Un aumento en la integración funcional de los textiles puede lograrse mediante la combinación de circuitos textiles-electrónicos con componentes electrónicos. Para la conexión de componentes electrónicos (sensores, actuadores) con textiles técnicos, existen varias tecnologías, que sin embargo, siguen siendo soluciones mayormente rígidas y no permiten el intercambio de diferentes componentes. Una modularidad de este tipo se pretende alcanzar con el proyecto de investigación.

Juntos hacia soluciones innovadoras

El objetivo general del proyecto conjunto es promover el desarrollo de sistemas de microelectrónica basados en textiles e integrados en textiles. La conexión de elementos periféricos y componentes intercambiables debe realizarse mediante una tecnología de fabricación económica. El enfoque está en el desarrollo de soluciones de contacto y suministro de energía confiables, eficientes y compatibles para funcionalidades variables.

Los siguientes socios del consorcio han llevado a cabo el proyecto:

- Instituto de Investigación Textil Turingia-Vogtland, Greiz (coordinador)
- WESKO GmbH, Stollberg
- Robert Bosch GmbH, Renningen
- DFKI Textiles Interactivos, Berlín
- Smart Battery Solutions GmbH, Kleinostheim
- ZSK Stickmaschinen GmbH, Krefeld
- Centro de Plásticos en Leipzig gGmbH, Leipzig

Subproyecto KUZ: Desarrollo de soluciones de procesos y herramientas para el moldeo por inyección de interposers textiles y elementos de contacto

El Centro de Plásticos en Leipzig (KUZ) realiza en el proyecto conjunto la implementación técnica por inyección de los respectivos subprocesos. Esto incluye el desarrollo y suministro de matrices (interposers), con las que se contactan componentes electrónicos (sensores, actuadores) en sustratos textiles mediante placas desmontables.

Como concepto final de interposer, se desarrolla una pieza de microformato que consiste en dos componentes diferentes (Fig. 1). La fabricación de las piezas de molde correspondientes se realiza con plásticos termoplásticos en una máquina de inyección microdesarrollada en el KUZ, lo que permite crear interposers con geometrías complejas.

Para las líneas conductoras y contactos conductores, se procesa un componente que puede ser metálicizado junto con un material aislante. Tras un proceso de metalización, se obtienen trazados conductores definidos. Para fijar los interposers, estos se cosen en el textil. La conexión con el circuito textil se realiza mediante el cosido de hilos conductores (Fig. 2).

Resultados

Tras la simulación y optimización de los subcomponentes para el interposer de 2 componentes, se procede a la concepción y fabricación de las herramientas correspondientes, así como a la optimización de los componentes de las herramientas. Un desafío en la fabricación en dos etapas del interposer es el desmoldeo de las piezas miniaturizadas y la estrechez del margen de proceso.

Sobre los interposers funcionales, en el siguiente paso se aplica una capa de cobre, níquel y oro mediante un proceso de galvanización, tras una metallización parcial. Los socios del proyecto han realizado pruebas de funcionamiento con los interposers finales y han construido un demostrador (Fig. 3).

Contacto: Thomas Wagenknecht, Tel. 0341 4941603, wagenknecht@kuz-leipzig.de
Financiador: BMBF, FKZ: 16ES0683