Sensor indutivo em invólucro de plástico abre novos caminhos na automação

Norberto Pardal | 02 de agosto de 2021

Sensores de proximidade indutivos são amplamente utilizados em sistemas de automação para detecção sem contato de objetos metálicos. Normalmente, eles são compostos de uma bobina, placa de circuito e plugue encapsulados em um cilindro de metal. No entanto, a construção do sensor e a geometria rígida do invólucro limitam o escopo de suas aplicações. A Fraunhofer IPA em parceria com a Arburg e a empresa de automação Balluff desenvolveram uma tecnologia, ancorada por um polímero com propriedades dielétricas e o sistema de impressão 3D freeformer da Arburg, que permite a produção desses sensores em qualquer formato. Isso permitirá seu uso em dispositivos como garras robóticas, o que antes não era possível.

O invólucro do sensor exigia um plástico com alta resistência dielétrica e propriedades retardadoras de chama, explicaram os pesquisadores da Fraunhofer IPA. Tereftalato de polibutileno (PBT) semicristalino, que é usado como material de moldagem por injeção padrão para o invólucro eletrônico, atendeu a esses requisitos. No entanto, o material nunca havia sido usado em um aplicativo de impressão 3D.

Em comparação com outras plataformas de manufatura aditiva, a tecnologia de sistema aberto do freeformer é compatível com uma variedade de materiais, incluindo plásticos de produção. Os grânulos de PBT foram alimentados no freeformer, que usa uma unidade de preparação de material com um parafuso de plastificação especial. No processo sem molde, minúsculas gotas de plástico são posicionadas com precisão, incluindo cavidades para os componentes eletrônicos, camada por camada, com o auxílio de um porta-peças móvel. O freeformer pausa automaticamente o processo em cada camada para integrar a bobina, a placa de circuito e o plugue. Em um processo separado, um dispensador estabelece trilhos condutores de prata dentro do invólucro. Para completar o processo, as cavidades são impressas e envasadas em poliuretano, explicou Fraunhofer IPA.

Mais de 30 modelos de demonstração dos sensores personalizados foram produzidos. Os testes mostraram que o sensor baseado em PBT pode suportar mudanças de temperatura e vibrações, é à prova d'água e fornece isolamento elétrico adequado, disse Fraunhofer IPA.

Após o sucesso do projeto de 18 meses de Integração de funções eletrônicas em componentes fabricados aditivamente, a Fraunhofer IPA e a Arburg continuam suas pesquisas sobre o uso de plásticos condutores em outras áreas de aplicação.

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