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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2536| Caracterización Dieléctrica de Sustratos Anisótropos Impresos en 3D para Aplicaciones en el Rango de las Microondas | |
| Hector Noel Morales Lovera | |
| Jose-Luis Olvera-Cervantes Alonso Corona-Chavez | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| 3D printing Characterization PLA Anisotropy Sensor directional coupler permittivity tensor | |
| Hoy en día, las técnicas de fabricación aditiva han experimentado un gran auge en las aplicaciones de electrónica de RF y microondas. En conjunto con el diseño asistido por computadora, la manufactura aditiva permite la impresión rápida, precisa y automática de objetos 3D con diversas características y prácticamente cualquier geometría. Por esta razón, los diseñadores han implementado esta técnica de fabricación para ajustar a la medida las características eléctricas de los sustratos dieléctricos mediante la mezcla de materiales en la estructura interna de dichos sustratos. La modificación de la densidad de depósito es un ejemplo de cómo es posible ajustar la permitividad eléctrica de los materiales impresos. Consiste en la inclusión de espacios de aire dentro del sustrato durante el depósito de material (impresión), mediante un arreglo periódico de diferentes formas geométricas. Como consecuencia, se obtiene una permitividad eléctrica que depende de la proporción de material depositado y espacios de aire incluidos. También, dicho arreglo periódico entre material impreso y aire dejado en la estructura interna del sustrato provoca una permitividad anisótropa que depende de las formas geométricas, dimensiones, orientación y material utilizado para la impresión. En este trabajo se presenta la caracterización dieléctrica anisótropa de muestras impresas del material ácido Poliláctico (PLA) dentro de la banda ISM de 2.45 GHz. Se estudia el impacto que se tiene en la anisotropía eléctrica inducida en un objeto impreso cuando se utilizan diferentes arreglos periódicos y densidades de depósito. Además, se incluye el estudio, diseño e implementación de sustratos dieléctricos impresos con el fin de mejorar el rendimiento de los circuitos de microondas. El uso del material PLA se destaca como material bajo prueba en esta tesis por su biodegradabilidad y sostenibilidad, al ser derivado de recursos renovables como el maíz. Además de su baja temperatura de fusión, estabilidad mecánica durante el proceso de impresión. Estas características no solo respaldan la preservación del medio ambiente, sino que también son relevante en aplicaciones que buscan un enfoque sostenible, manteniendo una alta precisión de impresión. Currently, additive manufacturing techniques have gained significant prominence in RF and microwave electronics applications. When combined with computer-aided design, additive manufacturing enables the rapid, precise, and automated 3D printing of objects with various characteristics and nearly any geometry. For this reason, designers have employed this manufacturing technique to tailor the electrical properties of dielectric substrates by incorporating different materials into the internal structure of these substrates. One example of modifying the deposition density is the adjustment of the electrical permittivity of printed materials. This adjustment involves introducing air gaps within the substrate during material deposition (printing) through a periodic arrangement of various geometric shapes. Consequently, the electrical permittivity depends on the ratio of deposited material to included air spaces. Moreover, the periodic arrangement of printed material and air within the internal structure of the substrate results in anisotropic permittivity, which is influenced by geometric shapes, dimensions, orientation, and the material used for printing. This work presents the anisotropic dielectric characterization of printed samples of Polylactic Acid (PLA) material within the 2.45 GHz ISM band. It examines the impact on induced electrical anisotropy in a printed object when different periodic arrangements and deposition densities are utilized. Additionally, the study, design, and implementation of dielectric substrates are included with the aim of enhancing the performance of microwave circuits. The use of PLA material stands out as the tested material in this thesis due to its biodegradability and sustainability, derived from renewable resources such as corn. In addition to its low melting temperature, it exhibits mechanical stability during the printing process. These features not only support environmental preservation but are also relevant in applications seeking a sustainable approach while maintaining high printing precision. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2024-02 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Morales Lovera, H. N., (2024), Caracterización Dieléctrica de Sustratos Anisótropos Impresos en 3D para Aplicaciones en el Rango de las Microondas, Tesis de Doctorado, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| ELECTRÓNICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Electrónica |
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