Antenas impresas en 3D que se pueden insertar en el uniforme de los soldados

Redacción
Viernes, 10 Noviembre 2017
Antenas impresas en 3D que se pueden insertar en el uniforme de los soldados - impresoras 3D

Dos laboratorios de investigación de la India han desarrollado nuevas antenas impresas en 3D. Una, desarrollada por la Organización de Investigación Espacial India, ha sido enviadoaal espacio; la otra, realizada en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Interdisciplinar, puede ser usada por soldados en sus uniformes militares.

Es una demostración de la versatilidad de la tecnología de radio que dos institutos indios de investigación hayan desarrollado nuevas antenas impresas tridimensionalmente y para dos propósitos muy diferentes.

En el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Interdisciplinaria en Thiruvananthapuram, los científicos  sólo están desarrollando nuevas tecnologías para la defensa nacional.

Una de estas tecnologías es una antena impresa en 3D, ligera, flexible y repelente al agua, que se puede incrustar en textiles. Esto significa que la pequeña pieza del kit puede ser implementada en uniformes militares.

“Nuestro objetivo es hacer que las antenas que se pueden usar se pueden incrustar en la chaqueta que llevan los soldados en lugares remotos”, comentó el Dr. P. Mohanan, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Cochin, uno de los investigadores involucrados en el estudio.

Para lograr su objetivo, Mohanan y los otros investigadores del Instituto utilizaron una tinta conductora de plata para imprimir en 3D un electrodo inferior sobre tejido de poliéster, así como la propia antena en forma de E. Al prensar en caliente tres capas del textil con láminas de poliacrilato, el equipo puede asegurar que la tinta no penetre en el material.

Los investigadores dicen que el diseño impreso en 3D es mucho más flexible que los modelos de antena tradicionales, que están hechos de películas de cobre delgadas sobre sustratos epoxi reforzados.

Sacar el cobre de la ecuación podría tener grandes beneficios para los soldados, así como muchos otros usuarios potenciales del gadget 3D impreso. El efecto más importante es que no habrá oxidación de la antena de tela, lo que significa que no sufrirá en condiciones húmedas. (Además, un revestimiento de polímero de PVC hace que la antena impresa en 3D sea aún más repelente al agua.)

Mediante unos 3 cm de largo y 4 cm de ancho, la antena 3D impresa está diseñada para operar alrededor de 3,37 GHertz, y se puede incrustar en textiles para aplicaciones WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access).

“Podemos conectar la antena a diferentes sensores, como sensores de temperatura, presión y ECG, y los datos pueden transmitirse a un servidor remoto”, dijo Mohanan. “La antena puede detectar y comunicar datos de una manera no intrusiva. De esta manera podemos controlar la salud de los soldados “.

Fuera del uso militar, la antena también podría desplegarse en telemedicina y monitoreo ambiental.

Pero la antena militar impresa en 3D portátil desarrollada en Thiruvananthapuram no es el único ejemplo de esta tecnología desarrollada en la India.

En la Organización de Investigación Espacial India (ISRO) en Bengaluru, los investigadores han desarrollado su propio dispositivo de radio impreso en 3D, y en realidad han enviado su antena al espacio.

En junio de este año, una antena impresa en 3D -un componente que recoge y envía ondas de radio en el espacio exterior- se convirtió en la primera parte del satélite impreso en 3D que ISRO envía a la órbita. Fue agregado al satélite de comunicación GSAT 19 de la India después de más de un año de planificación.

Pero ISRO no estaba solo en sus esfuerzos. Para obtener la parte compleja impresa en 3D, la organización se asoció con Wipro3D, la división de fabricación aditiva de la compañía india de software Wipro. Con su gama de impresoras 3D (incluidos los modelos EOS), Wipro3D pudo fabricar el componente en una sola pieza, lo que reduce la necesidad de uniones y ensamblajes que pueden obstaculizar el rendimiento.

Sin embargo, hacerlo no fue fácil. Wipro3D tuvo que modificar una impresora 3D para ir más allá del límite del eje Z de 300 mm para imprimir la parte de 320 mm.

También se requirió un espesor de pared de 2 mm, mientras que los ingenieros también tuvieron que asegurarse de que la parte impresa 3D funcionaría a la frecuencia correcta, algo que podría verse afectado por cambios menores en los parámetros de impresión.

Después de pasar por algunas iteraciones de la antena impresa en 3D, los investigadores de ISRO eventualmente se decidieron por un diseño de "giro de banda X", que cambia la polarización de las ondas de radio.

Por supuesto, obtener una pieza impresa en 3D aprobada para su uso en el espacio no es fácil. Antes de que pudiera validarse, la antena necesitaba someterse a pruebas rigurosas, incluida una prueba de vibración para probar realmente la resistencia del componente.

Pero habiendo marcado todos los requisitos al respecto, la antena impresa en 3D finalmente fue enviada al espacio en junio, donde ahora funciona con "excelente rendimiento".

Después de haber visto lo que la impresión 3D puede hacer para las antenas, ISRO ahora planea probar la impresión en 3D en otros componentes. Los investigadores dicen que las guías de onda, los soportes, los propulsores, las válvulas principales de oxidación, los revestimientos de las cámaras de combustión y los inyectores de propulsores podrían beneficiarse de la fabricación aditiva, lo que significa que el espacio podría contener muchas más piezas impresas en 3D en los próximos años.

Ya sea que estén orbitando la Tierra o simplemente adornando el uniforme de un soldado, la nueva generación de antenas impresas en 3D de la India está haciendo una gran diferencia en muchos campos. 

 

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Categoría: Impresoras 3D
Aplicación: Aeroespacial