Il sensore induttivo in custodia di plastica apre nuove strade nell'automazione

Norbert Passero | 02 agosto 2021

I sensori di prossimità induttivi sono ampiamente utilizzati nei sistemi di automazione per il rilevamento senza contatto di oggetti metallici. Solitamente sono composti da una bobina, un circuito stampato e una spina racchiusi in un cilindro metallico. La struttura del sensore e la geometria rigida dell'alloggiamento limitano tuttavia la portata delle sue applicazioni. Fraunhofer IPA in collaborazione con Arburg e la società di automazione Balluff hanno sviluppato una tecnologia, ancorata da un polimero con proprietà dielettriche e il sistema di stampa 3D freeformer di Arburg, che consente la produzione di questi sensori in qualsiasi forma. Ciò consentirà il loro utilizzo in dispositivi come le pinze robotiche, cosa che in precedenza non era possibile.

L'involucro del sensore richiedeva una plastica con elevata rigidità dielettrica e proprietà ignifughe, hanno spiegato i ricercatori del Fraunhofer IPA. Il polibutilene tereftalato (PBT) semicristallino, utilizzato come materiale standard per lo stampaggio a iniezione per l'alloggiamento dei componenti elettronici, soddisfaceva tali requisiti. Tuttavia, il materiale non era mai stato utilizzato in un’applicazione di stampa 3D.

Rispetto ad altre piattaforme di produzione additiva, la tecnologia del sistema aperto del freeformer è compatibile con una vasta gamma di materiali, comprese le plastiche di produzione. I granuli di PBT sono stati immessi nel freeformer, che utilizza un'unità di preparazione del materiale con una speciale vite di plastificazione. Nel processo senza muffa, minuscole goccioline di plastica vengono posizionate con precisione, strato dopo strato, nelle cavità per i componenti elettronici, con l'aiuto di un supporto per parti mobili. Il freeformer mette automaticamente in pausa il processo su ogni strato per integrare la bobina, il circuito stampato e la spina. In un processo separato, un dispenser deposita piste conduttrici d'argento all'interno dell'alloggiamento. Per completare il processo, le cavità vengono sovrastampate e incapsulate in poliuretano, ha spiegato Fraunhofer IPA.

Sono stati prodotti più di 30 modelli dimostrativi dei sensori personalizzati. I test hanno dimostrato che il sensore basato su PBT è in grado di resistere a variazioni di temperatura e vibrazioni, è impermeabile e fornisce un adeguato isolamento elettrico, ha affermato Fraunhofer IPA.

Dopo il successo del progetto Electronic Function Integration in Additively Manufactured Components, durato 18 mesi, Fraunhofer IPA e Arburg stanno continuando la loro ricerca sull’uso della plastica conduttiva in altre aree di applicazione.

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