El potencial de la impresión funcional, la electrónica impresa, y la impresión 3D
Nuestro mundo está reinventándose a una velocidad sin precedentes. Existen fuerzas globales transformadoras, conocidas como megatendencias, que definen el mundo del futuro con su gran alcance e impacto en los negocios, sociedades, economías, culturas y vidas personales. Entre ellas, destacan 7 tecnologías que tendrán un mayor impacto en la economía en los próximos años: inteligencia artificial, autonomía y movilidad, la Nube y Análisis Big Data, Impresión 3D, Internet de las Cosas, Robots, Drones y Sensores Inteligentes y Plataformas y Medios Sociales.
A medida que el costo de las tecnologías avanzadas continúa disminuyendo, se abren nuevas aplicaciones para ellas; así como oportunidades para combinarlas de maneras innovadoras. Su combinación está acelerando el progreso de forma exponencial.
Estas tecnologías están reestructurando las industrias al redefinir los modelos empresariales y operativos existentes. Vemos así la importancia de la multiplicidad de habilidades para poder satisfacer nuevas necesidades.
Lo más relevante aquí para nuestro análisis como sector es entender que estas megatendencias están suponiendo un enorme desarrollo de productos tecnológicos y en consecuencia también grandes oportunidades para la impresión avanzada. El potencial del mercado para la impresión funcional, la electrónica impresa y la impresión 3D va a ser muy importante, tanto por el valor del mercado como por el gran número de productos y aplicaciones que se presentan.
"El automóvil del futuro está lleno de electrónica”. Ashutosh Tomar, ingeniero principal (investigación) en Jaguar Land Rover. "Desde sistemas de entretenimiento para el conductor hasta sensores para monitorear el medioambiente. Sin electrónica impresa, no habría espacio para los pasajeros. La necesidad de innovación y capacidades de implementación es sustancial“.
Por ejemplo, se prevé que, en los próximos cinco años, el 90% de las innovaciones en los automóviles serán de electrónica, donde una parte fundamental se va a desarrollar con tecnologías de impresión funcional.
En electrónica de consumo, la flexibilidad que puede aportar la electrónica impresa es muy demandada por las nuevas tendencias de diseño y adaptabilidad a diferentes superficies. Así se está viendo un gran desarrollo en sensores y actuadores para uso en aplicaciones diversas y weareables de todo tipo.
En salud, se habla de una evolución desde el enfoque de enfermedad al de bienestar y hacia métodos preventivos y de monitorización gracias a las nuevas tecnologías. De nuevo, esto presenta oportunidades a la electrónica impresa. El desarrollo se espera exponencial, especialmente en productos IoT, wearables y biosensores capaces de realizar múltiples pruebas. Diagnósticos más fáciles, más simples y más cercanos al paciente, con menos dependencia en los laboratorios. Hasta hacerlos incluso implantables.
En alimentación, la tecnología no solo ha revolucionado la información en el producto sino también la forma de comprarlo. Dispositivos móviles, códigos QR, NFC, realidad virtual, son algunas de las tecnologías que han abierto un nuevo camino.
Nuevos sistemas y herramientas para control de trazabilidad y cadena de frío se adaptan a productos perecederos. Gracias a la digitalización, el envase tendrá un nuevo valor: en el futuro se transformará en una herramienta de comunicación inteligente en la cadena de valor. Mientras que los envases activos incorporan medios para controlar o mantener las condiciones adecuadas de conservación de los productos, el envasado inteligente facilita la monitorización de los productos.
Cluster de impresión Funcional y Aditiva (Functional Print)
Al hilo de todas estas tendencias el cometido principal del Cluster de Impresión Funcional y Aditiva (Functional Print) es identificar las necesidades, retos y tendencias de sectores estratégicos como automoción, salud, agroalimentación y electrónica de consumo, entre otros, para desarrollar soluciones y aplicaciones desde los ámbitos de electrónica impresa, impresión biofuncional, smart packaging e impresión aditiva (3D).
Para ello, es necesario promover la diversificación del sector gráfico en productos de mayor valor añadido, a través de la colaboración empresarial y tecnológica. Ésta es una de las máximas sobre las que trabaja el Cluster Functional Print, entidad que agrupa en la actualidad a más 70 empresas y 16 entidades entre centros de conocimiento, universidades, asociaciones empresariales y organismos de investigación, relacionas con la cadena de valor y el impulso de la impresión avanzada.
Diversificación y Emprendizaje en el sector de industrias gráficas.
Por otra parte, gracias a los proyectos del Cluster se han creado dos nuevas empresas, Lan Printech y Mateprincs y una tercera ya en camino. Lan Printech, es el resultado de un proyecto de inversión conjunta de seis empresas del sector gráfico con soluciones impresas para análisis electroquímico (electrodos SPE flexibles… ) y otro tipo de desarrollos de impresión funcional como sensores de temperatura para piezas de fundición de altas capacidades (aeronáutico, ferroviario), antenas para IOT (electrónica de consumo) y circuitos electrónicos en textiles (automoción).
Mateprincs ha desarrollado un catálogo de tintas funcionales (conductoras, transparentes y conductoras, resistivas, etc.) para diferentes técnicas de impresión (inkjet, serigrafía y offset). Algunas de las mismas han supuesto una innovación de carácter mundial. Destacar que estas tintas pueden emplearse en la fabricación de muy diversos productos para diferentes aplicaciones. Por ejemplo, se requieren tintas transparentes y/o conductoras para la fabricación de antenas RFID, baterías, sensores, pantallas y teclados táctiles o circuitos impresos. Estos dispositivos pueden formar parte de múltiples productos, por ejemplo se pueden integrar en un electrodoméstico, un teléfono móvil, un envase inteligente, un coche, etc.
Autora: Mar González Paredes, Directora del Clúster Functional Print
Nanocelulosas que convierten al papel en un material altamente resistente y muy ligero
La celulosa es uno de los materiales renovables más abundantes y disponibles para la producción de artículos industriales empleados tradicionalmente en la fabricación de papel, cartón, composites plásticos y/o productos de higiene. Partiendo de las fibras de celulosa, y tras un tratamiento específico, es posible obtener nanocelulosas, que convierten a materiales como el papel, cartón y el plástico en altamente resistentes y muy ligeros.
En ello trabaja el Instituto Tecnológico del Embalaje, Transporte y Logística (ITENE) en el marco del proyecto MFC_PROD, que cuenta con el apoyo del Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial a través de los Fondos Europeos FEDER de Desarrollo Regional.
Su objetivo principal es la obtención de nanocelulosas a partir de fuentes alternativas y posterior validación como agente de refuerzo mediante su incorporación en productos de papel, cartón y plástico destinados a aplicaciones de gran volumen.
En primer lugar, ITENE trabaja para obtener nanofibras de bajo coste cambiando la materia prima de partida y aprovechando el conocimiento adquirido en pretratamientos durante el año 2016. Además, busca establecer índices de calidad de las nanocelulosas obtenidas en la planta piloto.
Otro objetivo consiste en aplicar las MFC obtenidas en papel, cartón y composites poliméricos con el fin de mejorar sus distintas prioridades, principalmente: resistencia mecánica, permeabilidad y acabado superficial.
Por último, ITENE trabaja en ampliar el conocimiento sobre el diseño de nuevas tecnologías de producción de composites de MFC-polímeros termoplásticos, aditivando la MFC mediante tecnologías novedosas que permiten reducir costes de proceso manteniendo la estructura y morfología de la fibra en el composite.
Las materias primas de este proyecto son la madera, los residuos agrícolas y las plantas anuales. Como resultado, ITENE espera disponer de un proceso optimizado de extracción de nanofibras a partir de dichas materias primas y poder así obtener papeles y composites reforzados con propiedades mejoradas.
neobis y el Cluster Functional Print reúnen al sector Gráfico en una jornada sobre impresión avanzada
“La apuesta por la impresión avanzada es un ejemplo de cómo la industria gráfica, golpeada por sucesivas crisis, está siendo capaz de reinventarse gracias a la colaboración empresarial, tecnológica y de conocimiento”, esta es una de las principales conclusiones que se han destacado en la Jornada sobre Impresión Funcional y Aditiva organizada el 17 de octubre por neobis, Asociación de la Comunicación Gráfica, y el Cluster Functional Print.
Cerca de 50 empresarios gráficos, asociados a neobis, han acudido hoy al Centro Tecnológico ETSIDI de la Universidad Politécnica de Madrid para participar en la jornada sobre Impresión Avanzada y conocer de primera mano los proyectos relacionados con la impresión funcional y aditiva en los que ya trabaja el Cluster.
Álvaro García, presidente neobis, Fernando Blaya, Investigación UPM, y Mar González, Gerente Cluster Functional Print, dieron la bienvenida a los asistentes y pusieron de manifiesto la necesidad de innovar en el tejido empresarial español en general y en el sector de Comunicación Gráfica en particular; “es momento de innovar y la innovación implica cambio. Y éste solo es posible si vencemos las resistencias al cambio y nos planteamos, sin miedo, si lo que tenemos en el presente funciona. Solo con la mente abierta podremos dejar de hablar de incertidumbre”.
“La impresión funcional consiste en la fabricación, mediante impresión, de productos dotados de nuevas funcionalidades con un alto valor añadido, múltiples aplicaciones, bajo coste y un menor impacto ambiental que abre un mundo de posibilidades a diversos sectores y en concreto al de las Artes Gráficas”, comentaba González en su intervención.
A continuación y bajo el paraguas de la Impresión Avanzada -Funcional y Aditiva- comenzaron las ponencias programadas.
Rakel Herrero, del Área de Deposición de Materiales de NAITEC, expuso en su ponencia “Aplicaciones y oportunidades de desarrollo en impresión funcional” las principales áreas de conocimiento de este centro tecnológico: electrónica, mecánica, materiales y deposición de materiales.
A juicio de Herrero, la impresión funcional hace posible el desarrollo de nuevos productos con métodos de impresión tradicionales (offset, huecograbado, serigrafía…) y recalcaba que la impresión funcional abre vías y nuevos mercados. “Esto es un hecho y para reconocerlo solo hay que tener la mente abierta. Ya hay decenas de empresas trabajando en ello y si queremos estar en la cresta de la ola debemos comenzar ya el cambio”.
José Ignacio Oteiza, Director de Mateprincs, relató en primera persona cómo es el proceso de pasar del modelo de negocio tradicional de artes gráficas al de impresión funcional y los cuatro pilares básicos sobre los que se debe hacer esta transformación. Oteiza, Director de lo que era Ulzama Gráficas, relataba con entusiasmo a los asistentes “en este sector se puede hacer mucho más de lo que estamos haciendo. Os sorprendería el salto cualitativo que puede dar vuestra empresa al imprimir con tintas electroluminiscentes sobre papel. Tan solo con el papel y las grandes ventajas de este sustrato con el que estamos tan familiarizados y tinta se puede conseguir un producto innovador y diferenciador”.
Fernando Blaya, miembro del Grupo de Investigación de UPM, se encargó de hablar a los asistentes sobre aplicaciones y desarrollos innovadores en Fabricación Aditiva. “Introducir la impresión funcional en un plano 2D, como puede ser el papel, nos lleva a crear un producto 3D -aunque no tenga volumen- porque le estamos otorgando una nueva dimensión. Por tanto, si hacemos esto mismo sobre un plano 3D obtendremos la cuarta dimensión. La impresión funcional nos ofrece la posibilidad de darle vida a los productos y poder sensorizarlos mediante la impresión”.
Mario J. Moya, Socio Director de Adastra, entró en el terreno económico presentando las posibles vías de financiación pública y privada de la I+D+i e inversiones.
Para finalizar, Mar González, Gerente del Cluster, presentaba ejemplos y casos de éxito y hacía una llamada a todos los presentes para recalcar que la impresión funcional es un sector incipiente pero con mucho futuro ya que aporta productos de alto valor añadido que permiten llegar a nuevos mercados que suponen por tanto una oportunidad real para la industria gráfica más tradicional. “Es la oportunidad para que el sector gráfico entre de lleno en la IV Revolución Industrial y para ello las empresas requieren ir de la mano de centros tecnológicos y universidades que les guíen en el proceso y les facilite los socios tecnológicos adecuados”.