Composites poliméricos conductores y piezoresistivos integrados mediante procesos de fabricación avanzada

Abstract

El objetivo principal de la Tesis es la obtención de la piezorresistividad en piezas de base polimérica impresa 3D mediante la fusión de filamento o tecnología de impresión 3D (Fused Deposition Modelling ¿ FDM). El logro de materiales funcionales para impresión 3D con capacidad sensora, permite mediante la impresión de varios cabezales poder integrar sensores a través de la combinación de distintos materiales en la impresión de la pieza. De modo que permite introducir los sensores de deformación piezorresistivos en los puntos clave de la pieza a lo largo de su proceso de impresión. Se obtienen así, productos y estructuras interrogables y funcionales para la Industria 4.0 y el IoT. Para ello, ha sido necesario, desarrollar composites piezorresistivos de base termoplástica y elastomérica que además de disponer de una buena dispersión, era necesario poder ser transformados mediante los procesos de impresión 3D. En un principio ha sido necesario conocer los mecanismos de dispersión en fundido y las variaciones eléctricas, mecánicas, térmicas y reológicas de los composites preparados. Comenzando por analizar el efecto de la matriz, el tipo de cargas eléctricas y los procesos de preparación en la piezorresistividad, a través de ensayos electromecánicos que determinan su sensibilidad. Logrado el objetivo, finalmente se han desarrollado tres demostradores que permiten visualizar mejor el alcance de los resultados obtenidos.