Filamento conductivo flexible Fili

El plástico es un material que por naturaleza es bastante rígido y tiene propiedades aislantes, lo que significa que no conduce la electricidad o lo hace de forma deficiente. Aunque en determinadas circunstancias estas cualidades son prácticas y deseadas, a veces se necesita un filamento flexible que pueda conducir la electricidad.

Hace apenas unos años el primer material conductor flexible de Graphene 3D Labs revolucionó el mercado de la impresión 3D y desde entonces el catálogo de filamentos con estas propiedades ha ido creciendo rápidamente. Este año se ha producido una nueva incorporación a la cartera de materiales de impresión 3D flexibles y conductores - Fili. El filamento Fili es un material creado por el Instituto Tecnológico del Plástico AIMPLAS, una empresa con más de 30 años de experiencia en la industria del plástico, en colaboración con Filament2Print.

Imagen 1: Una base de lámpara y unas pinzas conductoras impresas en 3D con el filamento Fili. Fuente: Filament2Print.

El filamento Fili es un material flexible basado en TPU con una resistividad volumétrica de 27.44 Ohm/cm. El filamento en sí es flexible y no se rompe al manipularlo. Cuando se extruye no muestra signos de retracción y mantiene un diámetro homogéneo.

Imagen 2: El filamento flexible conductor Fili de AIMPLAS. Fuente: Filament2Print.

Como han demostrado las pruebas realizadas en Filament2Print, las piezas producidas con el filamento Fili tienen un excelente acabado superficial e incluso presentan un comportamiento antiarañazos similar al del grafito.

Imagen 3: Prueba de resistividad eléctrica en una pieza impresa en 3D con el filamento Fili. Fuente: Filament2Print.

Las pruebas mecánicas han demostrado que las piezas impresas en 3D con el filamento conductor Fili son flexibles y ligeramente dúctiles. La conductividad del filamento Fili es ligeramente inferior a la de los materiales conductivos basados en el grafeno, pero superior a la de los filamentos conductivos basados en el carbono (negro de humo, fibras de carbono, etc.).

Vídeo 1: Pinzas conductivas flexibles impresas en 3D con el filamento Fili. Fuente: Filament2Print.

La base del filamento conductor Fili es el TPU (poliuretano termoplástico), un elastómero termoplástico lineal flexible generalmente conocido por su flexibilidad (incluso a bajas temperaturas), su resistencia química y a la abrasión, su resistencia a los rayos UV y su versatilidad en términos de dureza, fácilmente modificable ajustando la proporción de los segmentos blandos y duros en la estructura del TPU. Gracias a estas propiedades, el TPU es un material ampliamente utilizado en diversos sectores, como la industria del automóvil, la medicina, la electrónica e incluso la industria textil.

Vídeo 2: Una lámpara con la base impresa en 3D con el filamento Fili. Fuente: Filament2Print.

Dado que el plástico es un material aislante por naturaleza, la conductividad debe crearse añadiendo un aditivo conductor al polímero base, en el caso del filamento Fili, el TPU. El compuesto resultante tendrá propiedades conductoras. Esto, en combinación con la flexibilidad que ofrece el TPU, creará un material que puede utilizarse para fabricar piezas semiconductoras, sensores capacitivos o incluso sustitutos del metal, lo que ofrece una importante ventaja de peso en sectores como la automoción o la industria aeroespacial.

La combinación de flexibilidad y conductividad permite utilizar el filamento AIMPLAS Fili en aplicaciones en las que la pieza impresa en 3D tiene que soportar tensiones mecánicas o ajustar su forma sin perder sus propiedades eléctricas. Esto abre un mundo de posibilidades para aplicaciones electrónicas experimentales de bajo coste, ligeras y versátiles, como sensores portátiles vestibles, supercondensadores flexibles o incluso pieles electrónicas flexibles para aplicaciones médicas.