LEE-BED: Banco de pruebas de innovación para el desarrollo y la producción de nanomateriales para la electrónica ligera integrada

Tintas indicadoras de CO2

Financiado por la Unión Europea, el proyecto LEE-BED (2019-2023) reúne a relevantes centros tecnológicos y de investigación y a empresas punteras para establecer una plataforma de innovación abierta centrado en el desarrollo de nanomateriales para la electrónica impresa.

Contexto

En los próximos años la economía europea debe hacer frente, entre sus principales desafíos, al desarrollo del internet de las cosas (IoT), entendida como la conexión de objetos cotidianos a internet mediante la incorporación o impresión de dispositivos electrónicos, y la digitalización de la industria, conocida como industria 4.0.

Este proceso requiere el desarrollo de nanomateriales novedosos y multifuncionales, pero las principales limitaciones para su uso en la industria de la electrónica impresa son: (1) los extensos plazos de tiempo para el desarrollo de materiales y formulaciones, normalmente de seis a nueve meses cada uno, (2) los altos costes debido a los largos tiempos de desarrollo, así como su producción limitada en volumen, (3) la falta de líneas piloto digitales validadas para su producción en volúmenes relevantes para la industria y (4) la falta de metodologías y estándares de calidad.

La ambición de LEE-BED es eliminar estas barreras y ofrecer soluciones a la industria europea a través de un servicio completo, desde el concepto hasta la producción piloto de prototipos.

Resumen y objetivos

El objetivo principal de LEE-BED es reunir a los mejores centros tecnológicos y de investigación y empresas líderes en Europa con el fin de establecer una plataforma de innovación abierta que permita acelerar el desarrollo y la producción de nanomateriales y sistemas electrónicos integrados y flexibles para beneficiar a la industria europea.

En la industria de la electrónica impresa, existe un fuerte impulso hacia el uso de nanomateriales en lugar de pigmentos basados en micromateriales, debido a que su rendimiento eléctrico es superior, las temperaturas de procesamiento son más bajas y permiten una reducción del consumo de material. Esta transición conllevará una integración más barata, versátil y sostenible de la electrónica en los productos.

Además, la digitalización de la industria europea (industria 4.0) por medio de sistemas de producción digitales, como la impresión electrónica por chorro de tinta, la fabricación aditiva, el etiquetado electrónico asistido por robot, el procesado laser o la estereolitografia, entre otros, requiere del desarrollo de nanomateriales multifuncionales. Esto supone un cuello de botella en el avance hacia la modernización de la industria europea que LEE-BED contribuirá a resolver.

LEE-BED pretende responder a estos desafíos facilitando infraestructuras, localizadas en las instalaciones de sus socios, que permitan un desarrollo más rápido y una fabricación a escala de planta piloto de nanomateriales, tintas electrónicas, adhesivos y materiales compuestos multifuncionales. LEE-BED reunirá la cadena de valor completa, desde fabricantes de materias primas hasta productores de componentes de electrónica integrada y flexible ya terminados.

LEE-BED dará soluciones a medida para empresas grandes, medianas, pequeñas y start-ups. El objetivo que se pretende alcanzar es ir de la idea/concepto al prototipo en solo seis meses. A través del punto de entrada único de LEE-BED, www.leebed.eu, las partes interesadas tendrán acceso a servicios especializados y líneas piloto. LEE-BED traerá ideas al mercado a través de tres fases industriales, que consisten en:

FASE I: Evaluación tecno-económica, incluyendo análisis de ciclo de vida, mapeo de patentes y revisión de seguridad/regulación.

FASE II: Un proyecto piloto mediante el uso de líneas piloto existentes y actualizadas.

FASE III: Transferencia de conocimiento, incluyendo derechos de propiedad intelectual (DPI) y evaluaciones de patentes, estándares / pruebas de seguridad y acceso a oportunidades de inversión de capital.

Todo ello dará como resultado una minimización de los tiempos de desarrollo de concepto a prototipo, recursos y costes, ayudando a la industria manufacturera europea a ser más eficiente y competitiva.

Las aplicaciones que ya está contemplado desarrollar en LEE-BED incluyen:

-dispositivos electrónicos integrados en partes interiores de automóviles

IoT en aplicaciones de packaging

-monitoreo estructural de materiales de construcción

-superficies funcionales para dispositivos portátiles y diseño de interiores

Consorcio

El consorcio  reúne a 17 socios de 8 países europeos:

1. TEKNOLOGISK INSTITUT (Dinamarca) – Coordinador del proyecto

2. INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL EMBALAJE, TRANSPORTE Y LOGÍSTICA (España)

3. CENTRE FOR PROCESS INNOVATION LIMITED LBG (Reino Unido)

4. NEDERLANDSE ORGANISATIE VOOR TOEGEPAST NATUURWETENSCHAPPELIJK ONDERZOEK TNO (Países Bajos)

5. TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN (Países Bajos)

6. RISE RESEARCH INSTITUTES OF SWEDEN AB (Suecia)

7. FRAUNHOFER GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V. (Alemania)

8. COMMISSARIAT A L´ÉNERGIE ATOMIQUE ET AUX ÉNERGIES ALTERNATIVES (Francia)

9. VSPARTICLE BV (Países Bajos)

10. SUSTAINABLE INNOVATIONS EUROPE SL (España)

11. AXIA INNOVATION UG (Alemania)

12. TEKNOLOGI & PRODUKT UDVIKLING AS (Dinamarca)

13. MAIER SCOOP (España)

14. GRAFIETIC SL (España)

15. ACCIONA CONSTRUCCIÓN SA (España)

16. GLOBAL EQUITY & CORPORATE CONSULTING SL (España)

17. D. SWAROVSKI KG (Austria)

El papel de ITENE en LEE-BED

Entre las líneas piloto, la línea piloto de packaging de ITENE se centra en ofrecer servicios para implementar el internet de las cosas (IoT) en la producción de envases usando diferentes métodos de impresión (para imprimir pistas y circuitos conductores), módulos de selección y colocación (para implementar componentes electrónicos) y control de calidad automatizado en línea sistema de inspección Además, para aplicaciones electrónicas en molde, hay disponible una máquina de conformado al vacío.

A través del proyecto LEE-BED, ITENE ofrecerá servicios para desarrollar nuevas soluciones de smart packaging para mejorar la comunicación con el cliente, aumentar la seguridad del producto, evitar falsificaciones y tener un mejor control de la cadena de suministro.

Resultados 

Test-bed de electrónica impresa en ITENE

En enero de 2021, el proyecto LEE-BED, y con él ITENE, abrió sus puertas a la industria, de forma que todas las empresas interesadas en acceder a sus infraestructuras y transformar sus ideas en prototipos para su posterior validación puedan participar en este proceso.

Las propuestas recibidas a través de la página web del proyecto fueron evaluadas y las seleccionadas fueron desarrolladas a partir de agosto de 2021.

Tinta para detectar CO2 en envases

En el marco del proyecto europeo LEE-BED, ITENE ha desarrollado una tinta para la detección de CO2 que cambia de color. Su potencial aplicación en envases permitiría identificar posibles fugas o detectar la generación de CO2 debido al crecimiento microbiano.

Esta tinta que cambia de color es azul. Cuando se expone al CO2, se vuelve transparente. En el laboratorio, el dióxido de carbono se produce mezclando un ácido con carbonato.

Evaluación de seguridad de productos y procesos

Para facilitar y promover el uso seguro de los materiales en la industria de la impresión electrónica, dentro del proyecto LEE-BED, ITENE ofrece servicios de evaluación de la seguridad, tanto de materiales como de procesos:

1. Estudios de screening para determinar el perfil toxicológico de los productos.

2. Estudios de evaluación de la exposición laboral a nano-objetos, sus agregados y aglomerados en el lugar de trabajo.

3. Análisis experimental de la efectividad de los equipos de protección individual y de las medidas técnicas de gestión del riesgo (por ejemplo, ventilación).

 

4. Definición de métodos de diseño seguro para la reducción de la toxicidad y la exposición.

5. Asesoramiento para el cumplimiento legislativo