Fabricación automatizada de antenas y circuitos textiles

Centro Espacial Johnson, Houston, Texas

Los innovadores del Centro Espacial Johnson de la NASA han desarrollado un método rentable para crear circuitos y antenas basados ​​en tela combinando el bordado convencional con el fresado automatizado. La tecnología permite una mayor conductividad de la superficie, un mejor control de la impedancia, un mayor potencial de diseño y aplicación y una mayor variedad de materiales para un rendimiento optimizado.

La producción moderna de textiles electrónicos utiliza una técnica de bordado llamada bordado electrónico que une directamente patrones de circuitos con hilo conductor sobre los textiles. Este proceso de fabricación automatizado combina pasos de bordado electrónico y fresado para ampliar la aplicación de textiles electrónicos a usos de alta corriente y alta velocidad.

La fabricación comienza con dos diseños del patrón conductor deseado. Después de ensamblar las capas de materiales conductores y no conductores, se realiza un bordado electrónico con el segundo diseño y el hilo no conductor para asegurar las capas juntas y designar el patrón para el material conductor. El conjunto asegurado se transfiere a una máquina fresadora o cortadora por láser automatizada, que corta el patrón conductor deseado y libera las porciones innecesarias del material conductor.

Los textiles electrónicos resultantes están estrechamente entrelazados, lo que proporciona una mayor conductividad superficial y control de impedancia. Las pruebas de comparación iniciales que evaluaron el rendimiento de las antenas en espiral de tela desarrolladas con este método, en comparación con las antenas convencionales, no indicaron pérdida de rendimiento en múltiples métricas, incluida la relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR), el patrón de radiación y el rendimiento de la relación axial.

Los esfuerzos anteriores para automatizar la fabricación de antenas y circuitos textiles han fracasado debido a la complejidad del hardware de fabricación y los costos asociados, o a las limitaciones de diseño y aplicación de los textiles electrónicos resultantes. Este método de fabricación ofrece beneficios en términos de ahorro de costos y mano de obra y brinda oportunidades para el desarrollo de patrones de diseño con mayor complejidad geométrica y mejoras de rendimiento.

Las aplicaciones potenciales incluyen antenas de tela livianas para aviones con revestimiento de tela y vehículos autónomos no tripulados (UAV); sensores/antenas avanzados para trajes espaciales; indumentaria digital para el campo de batalla a la que se le puede integrar electrónica flexible y sigilosa; así como redes inalámbricas o celulares, RFID, sensores, GPS.

La NASA está buscando activamente licenciatarios para comercializar esta tecnología. Comuníquese con el Conserje de Licencias de la NASA en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para verlo. o llame al 202-358-7432 para iniciar conversaciones sobre la licencia. Para mas informacion, visite aqui .

Este artículo apareció por primera vez en la edición de octubre de 2022 de la revista Tech Briefs.

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