Resumen

En este proyecto buscaré la manera de fabricar una tinta Conductiva que pueda ser utilizada en hogares, oficinas como conductor eléctrico y electrónico. La tinta conductiva podría ayudar en el desarrollo de nuevas tecnologías y ayudar a las personas a hacer instalaciones de redes eléctricas más accesibles.

En la actualidad existen diversos tipos de tinta conductiva pero la mayoría son costosas y difíciles de fabricar, por esto estoy buscando la manera más eficiente de fabricar la tinta, y que sea más barata que las otras y que proporcione mismo o mejor funcionamiento.

Investigaré acerca de los diversos métodos de fabricación actuales para decidir el mejor camino en la fabricación de la tinta. Utilizaré una placa Arduino para construir un dispositivo electrónico que pueda usarse en una PC como control, haciendo uso de la tinta como circuito electrónico para validar su funcionamiento.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

La tinta conductiva es un tipo de tinta que transmite electricidad. Se usa comúnmente para imprimir circuitos en diversos materiales, desde papel hasta películas de poliéster mediante diversos materiales, métodos de impresión. La tinta conductiva se compone de partículas conductivas, como polvo de grafito de carbón o escamas metálicas, que permite que la tinta se expanda en el sustrato y conduzca electricidad.

Antecedentes

La tinta conductora es una tinta que resulta en un objeto impreso que conduce la electricidad. La transformación de tinta líquida para impresión sólida puede implicar el secado, curado o procesos de fusión.

Estas tintas se pueden clasificar como sistemas de alto contenido de sólidos despedido o sistemas de película gruesa de polímero PTF que permiten a los circuitos que se pueden extraer o imprimir en una variedad de materiales de sustrato tales como poliéster al papel. Estos tipos de tintas contienen habitualmente materiales conductores tales como plata y carbono como materiales en polvo o en copos, aunque también se conoce la conducción polimérico.

Las tintas de plata tienen múltiples usos actuales, incluyendo etiquetas RFID de impresión tal como se utiliza en boletos de tránsito modernas, que pueden ser utilizados para reparar placas de circuito impreso. Los teclados de las computadoras contienen membranas con circuitos impresos que detectan cuando se pulsa una tecla. Muchos coches nuevos tienen pistas conductoras impresas en una ventana trasera, que actúa como antena de radio.

Hojas de papel y de plástico impresas tienen características problemáticas, principalmente de alta resistencia y la falta de rigidez.

Tipos de Tinta Conductiva en la actualidad

Tintas conductoras en escamas de plata

Esta es la tecnología de tinta conductora dominante, que sirve una variedad de mercados tales como la fotovoltaica, membranas de conmutación, protección EMI, etc.

Características.

• Tecnología madura
• Costo Accesible
• Disponible en grandes volúmenes
• Imprimible en pantalla

• No es posible hacer inyección de tinta
• Se requieren altas temperaturas para su fabricación (200° C)
• Tamaño fino característica difícil de lograr
• A menudo, una superficie no lisa

Tinta con Nanopartículas de plata

Características:

• Es posible hacer inyección de tinta
• Se requieren bajas temperaturas para su fabricación
• Tamaño fino
• Potenciado para mayor conductividad
• Una gama de técnicas de fabricación incluyendo química, condensación evaporación

• Bajo Volúmen
• Alto Costo

Nanocables de Plata

Características:

• Transparentes
• Altamente conductivo
• Alto rendimiento en sustratos
• Flexibilidad mecánica
• Altos costos de fabricación inicialmente
• No es posible hacer inyección de tinta

Nanopartículas de Cobre

Características:

• El material de base es más barato que la plata
• Conductividad razonable
• Es posible hacer inyección de tinta

• La prevención de la oxidación incrementa por mucho los costos
• Bajos volúmenes de fabricación

Grafeno

Características:

• Rendimiento muy alto
• Flexibilidad mecánica
• Hay muchos tipos diferentes de grafeno

• Difícil de convertirlo en tinta

Objetivo

Encontrar la manera de fabricar una pintura conductiva, que sea accesible, y pueda ser utilizada para realizar instalaciones eléctricas en hogares

Justificación

Voy a diseñar una tinta conductiva para dar a conocer su funcionamiento y ayudar a las personas a construir redes eléctricas rápidamente y fácilmente sin esfuerzo para no gastar en cables. Con la tinta conductiva al dibujar podrá generar una red eléctrica en la casa. Me intereso este tema porque quiero ayudar a las personas de bajos recursos a que no gasten tanto en instalaciones eléctricas.

Hipótesis

Si desarrollo una pintura conductiva eficiente, podría utilizarse en la construcción de redes eléctricas en hogares.

Método (materiales y procedimiento)

• Decidí utilizar grafito debido a que es un material que conduce bien la electricidad y es barato.
• Utilice una barra de grafito sólido y la convertí en polvo.
  
• Utilicé como base líquida y de secado dos opciones: Pintura acrílica y pegamento líquido.

• Mezcle 2 partes de grafito y una parte de pegamento para hacer la primera prueba.
  
• Mezcle una parte de grafito y una parte de pintura acrílica.

• Pinte líneas con ambas mezclas y con un multímetro digital realice mediciones para ver la conductividad.

• La mejor mezcla fue la de acrílico por que conduce correctamente la electricidad.
• Para comprobar que la mezcla puede conducir electricidad, realice un experimento de electrónica haciendo un control de videojuego para PC por medio de una placa Arduino.

2. Experimento con pintura conductiva.
   • Utilice una placa Arduino para fabricar el control.
     
   • Instale el controlador de la placa Arduino en la PC para poder programarlo.
     

• Instale el software Arduino para programar la placa.
  

• Programe la placa, definiendo los botones del control.

• Imprimí una hoja con el dibujo del control y pegue la placa Arduino a esta.
  

• Haciendo uso de la tinta conductiva, dibuje el control sobre la hoja tocando las secciones de la placa Arduino donde quedaron programados los botones.
  
  

• Realice la prueba del control con un videojuego y observe que funciona correctamente la transmisión de corriente eléctrica.
  

Se puede visualizar el funcionamiento del dispositivo en el siguiente enlace:

Galería Método

Resultados

La tinta con pintura acrílica y polvo de grafito funciono mejor que las demás que tenían pegamento.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

La tinta con pintura acrílica y polvo de grafito funciono mejor que las demás que tenían pegamento.

Realizando las pruebas con una placa Arduino y haciendo el circuito de un control de pc con la tinta conductiva, pude comprobar que la tinta transmite electricidad correctamente

Al ser el grafito y la pintura acrílica materiales baratos y accesibles, podemos hacer uso de estos materiales como base para fabricar una tinta que pueda ser utilizada masivamente.

Bibliografía

http://www.methode.com/sensors-and-switches/conductive-and-resistive-inks.html#.VVFzFJOK7IU

http://en.wikipedia.org/wiki/Conductive_ink

Summary

Research Question

Problem approach

The conductive ink is a type of ink that transmits electricity. It is commonly used to print circuits in different materials, from paper to polyester films using various materials, printing methods. The conductive ink comprises conductive particles such as carbon graphite powder or metallic flakes, allowing the ink to expand on the substrate and conducts electricity.

Background

Objective

To find the way to make a conductive Paint, wich is accesible, and it can be used to perform electrical installations in homes.

Justification

I will desing a conductive ink to publize its perfomance and to help people build electrical networks easly without effort not to spend on cables.With the conductive ink to draw  you can créate an electrical networkin the house.I am very i terested in this topic because I want to help low resources to not spend as much on electrical installations.

Hypothesis

If I develo pan efficent conductive Paint, could be used in the construction of electricity networks in homes.

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

The ink with acrylic paint and graphite powder worked better than others who had glue.
Performing tests with an Arduino board and making the circuit control pc with conductive ink, I could see that the ink transmits electricity properly as graphite and cheap and accessible materials acrylic paint, we can make use of these materials as a basis for making an ink that can be used widely.

Bibliography