Una plataforma avanzada de producción de materiales en capas tridimensionales
Actualmente, los microsistemas multifuncionales son costosos de construir, sus tiempos para la obtención de resultados son largos y la maquinaria necesaria es compleja. Particularmente en el caso de lotes pequeños, los costes de producción son prohibitivos para muchas pequeñas y medianas empresas (pymes). El proyecto financiado con fondos europeos SMARTLAM (Smart production of microsystems based on laminated polymer films) combinó materiales con propiedades nuevas y tecnologías punteras de fabricación en 3D de escala ajustable, por ejemplo la impresión con chorro de aerosol. El resultado de todo ello es la primera combinación de microfresado, microsoldado, microcorte, microestructurado y funcionalización de superficies y microcolocación en una sola máquina. El concepto de diseño integrado y fabricación 3D (3D-I) ha dado lugar a una plataforma basada en la información que abarca el proceso de diseño de principio a fin. Integra las tecnologías de laminado que se obtienen de la elaboración rápida de prototipos con el manejo de las partes discretas que no pueden sustituirse con películas impresas o nanoestructuradas. También combina tecnologías avanzadas de superficie y de diseño de patrones implantadas a micro y nanoescala. SMARTLAM combinó las etapas de producción asociadas a la función con las capacidades de la cadena del proceso. El marco incluye una extensa base de datos sobre propiedades de materiales, evaluación de costes y parámetros de producción. Estos permiten una planificación muy específica de la producción y la selección de la cadena de proceso óptima desde el principio mismo del proceso de diseño. Dos demostradores fueron evaluados por pymes que son posibles clientes de aplicaciones en bioanalítica e iluminación. El primero es un módulo flexible de diodo emisor de luz con rutas conductivas estructuradas, y el segundo, un chip de microfluídica que contiene microcanales y electrodos para el análisis de líquidos. SMARTLAM ha establecido un paradigma nuevo de integración de procesos para la elaboración rápida de prototipos de microproductos 3D. El proyecto mostró la forma de crear productos de futuro, personalizados y de bajo coste, por ejemplo microdispositivos funcionales basados en el apilamiento de películas de polímeros. El método propuesto permite fabricar microcomponentes en series de tamaño reducido o mediano. Se diferencia, pues, de la fabricación «rollo a rollo» (de alto rendimiento) de dispositivos impresos flexibles para electrónica de consumo, pantallas planas y circuitos fotovoltaicos orgánicos. La implantación de la plataforma y las tecnologías 3D-I de SMARTLAM podría deparar importantes beneficios, por ejemplo, acelerar el desarrollo de productos y aumentar la escala de la actividad de producción de piezas de forma masiva y en series pequeñas, la inspección de un 100 % y la tolerancia para lotes de tamaño medio, además de importantes ahorros energéticos. En conjunto, la plataforma puede fomentar la innovación, abrir nuevos mercados y facilitar la aparición de nuevos modelos empresariales.
Palabras clave
Producción inteligente, microsistemas, plataforma de fabricación, SMARTLAM, fabricación tridimensional
