Progetto congiunto TexaS – Sistema modulare per tessuti intelligenti

Fig. 1 (sinistra): Concetto finale dell'interpositore 2K

Fig. 2 (a destra): Possibile connessione tessile dell'interposizione: fili di incollaggio (verde), fili di contatto (rosso)

Le fibre tessili tecniche vengono impiegate in molteplici settori grazie alle loro proprietà vantaggiose. Questi vantaggi derivano dall'elevata flessibilità e dalla variabilità dei materiali utilizzati. Le applicazioni per le fibre tessili tecniche non si limitano all'abbigliamento, ma si estendono anche ad altri settori, come ad esempio gli interni automobilistici.

Un aumento dell'integrazione delle funzioni nelle fibre tessili può essere ottenuto combinando circuiti tessili-elettronici con componenti elettronici. Per il collegamento di componenti elettronici (sensori, attuatori) alle fibre tessili tecniche esistono diverse tecnologie, che tuttavia rappresentano ancora soluzioni spesso poco flessibili e non consentono lo scambio di componenti diversi. Una tale modularità si intende raggiungere attraverso il progetto di ricerca.

Insieme per soluzioni innovative

L'obiettivo complessivo del progetto congiunto è promuovere lo sviluppo di sistemi di microelettronica basati su tessuto e integrati nel tessuto. Il collegamento di elementi periferici e componenti intercambiabili dovrebbe essere realizzato tramite una tecnologia di produzione economica. Il focus è sullo sviluppo di soluzioni di contatto e alimentazione affidabili, efficienti e compatibili per funzionalità variabili.

I seguenti partner del consorzio hanno realizzato il progetto:

- Istituto di Ricerca Tessile Turingia-Vogtland e.V., Greiz ( coordinatore)
- WESKO GmbH, Stollberg
- Robert Bosch GmbH, Renningen
- DFKI Interactive Textiles, Berlino
- Smart Battery Solutions GmbH, Kleinostheim
- ZSK Stickmaschinen GmbH, Krefeld
- Kunststoff-Zentrum di Lipsia gGmbH, Lipsia

Subprogetto KUZ: sviluppo di soluzioni tecniche di processo e utensili per lo stampaggio a iniezione di interposers e elementi di contatto tessili

Il Centro di Plastica di Lipsia (KUZ) si occupa dell'implementazione tecnica dello stampaggio a iniezione dei singoli sottoprocessi nel progetto congiunto. Ciò include lo sviluppo e la fornitura di interposers (interfacce), con cui i componenti elettronici (sensoristica, attuatori) vengono collegati a substrati tessili tramite schede intercambiabili.

Come concetto finale di interposers viene sviluppato un componente microformato, costituito da due componenti differenti (Fig. 1). La produzione dei relativi stampi avviene con plastiche termoplastiche su una microstampante sviluppata presso il KUZ, consentendo di creare interposers con geometrie complesse.

Per i contorni e i contatti conduttivi si utilizza una componente metallizzabile combinata con un materiale isolante. Dopo un processo di metallizzazione si ottengono tracce conduttive definite. Per fissare gli interposers si ricorre alla cucitura sul tessuto. La connessione con il circuito tessile avviene tramite cucitura di fili conduttivi (Fig. 2).

Risultati

Dopo la simulazione e l'ottimizzazione delle singole componenti per l'interposer a due componenti, si procede alla progettazione e alla produzione degli strumenti corrispondenti, nonché all'ottimizzazione delle parti di utensile. La sfida della produzione a due stadi degli interposers è la disimpressione delle parti miniaturizzate e il ristretto intervallo di processo.

Sui interposers funzionanti si applica, nel passo successivo, una rivestimento di rame, nichel e oro tramite un processo di galvanizzazione. I partner del progetto hanno condotto test funzionali sugli interposers finali e hanno realizzato un dimostratore (Fig. 3).

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