La impresión tridimensional permite realizar estructuras extremadamente pequeñas y complejas incluso en series pequeñas. Un método desarrollado en el KIT por primera vez también permite utilizar el vidrio para esta técnica. Como consecuencia de las propiedades del vidrio, talesComo la transparencia, la estabilidad térmica y la resistencia a los ácidos, el uso de este material en la impresión 3D abre múltiples aplicaciones nuevas en producción e investigación, como óptica, transmisión de datos y biotecnología. El proceso se publica en "Nature" y también se presentaen la Feria de Hannover.
El vidrio es uno de los materiales más antiguos de la humanidad. Se usó tanto en el antiguo Egipto como en la antigua Roma y ha encontrado un lugar ahora también en la tecnología de fabricación del siglo 21. Un equipo interdisciplinario en el KIT dirigido por el ingeniero mecánico Dr.Bastian E. Rapp desarrolló un proceso utilizando vidrio para técnicas de fabricación aditiva.Los científicos mezclan nanopartículas de vidrio de cuarzo de alta pureza y una pequeña cantidad de polímero líquido y permiten que esta mezcla se cure con luz en puntos específicos, mediante estereolitografía.el material, que ha permanecido líquido, se lava en un baño de solvente, dejando solo la estructura curada deseada. El polímero aún mezclado en esta estructura de vidrio se elimina posteriormente por calentamiento. "La forma inicialmente se parece a la de un bizcocho; todavía esinestable y, por lo tanto, el vidrio se sinteriza en un paso final, es decir, se calienta para que las partículas de vidrio se fusionen ", explica Rapp. Lleva a cabo investigaciones en el Instituto KIT de Tecnología de Microestructuray dirige un grupo de trabajo de químicos, ingenieros eléctricos y biólogos.Los científicos presentan el método en la revista "Nature" bajo el título de "Impresión tridimensional de vidrio de sílice fundido transparente".
La variedad de técnicas de impresión en 3D disponibles hasta ahora se han utilizado en polímeros o metales, pero nunca en vidrio. Cuando el vidrio se procesó en estructuras, por ejemplo mediante fusión y aplicación por medio de una boquilla, la superficie resultó sermuy áspero, el material era poroso y contenía huecos. "Presentamos un nuevo método, una innovación en el procesamiento de materiales, en el que el material de la pieza fabricada es vidrio de cuarzo de alta pureza con las respectivas propiedades químicas y físicas", explica Rapp.Las estructuras de vidrio hechas por los científicos del KIT muestran resoluciones en el rango de unos pocos micrómetros, un micrómetro correspondiente a una milésima de milímetro. Sin embargo, las estructuras pueden tener dimensiones en el rango de unos pocos centímetros, enfatiza Rapp.
el vidrio formado en 3D se puede usar, por ejemplo, en tecnología de datos. "La próxima generación de computadoras usará la luz, lo que requiere estructuras de procesador complicadas; la tecnología 3D se podría usar, por ejemplo, para hacer pequeños, complejosestructuras de un gran número de componentes ópticos muy pequeños de diferentes orientaciones ", explica el ingeniero mecánico. Para las tecnologías biológicas y médicas, los sistemas analíticos muy pequeños podrían estar hechos de tubos de vidrio miniaturizados. Además, las microestructuras de vidrio en forma 3D podríanser empleado en una variedad de áreas ópticas, desde anteojos que cumplan requisitos especiales hasta lentes en cámaras portátiles.
El desarrollo realizado por científicos bajo el liderazgo del Grupo de Científicos Junior Bastian E. Rapp es el resultado del esquema de financiación de científicos junior “NanoMatFutur” dirigido por el Ministerio Federal de Educación e Investigación BMBF de Alemania para apoyar el desarrollo de materiales innovadores para la industria yEl trabajo realizado por el grupo de investigación encabezado por Rapp ha sido financiado por el BMBF desde 2014 por un total de cuatro años por un monto aproximado de € 2.8 millones. "Nuestra investigación se beneficia mucho de la cooperación interdisciplinaria de varios institutos de KITAdemás del Instituto de Tecnología de Microestructura, colegas del Instituto de Gestión de Residuos Nucleares y el Instituto de Materiales Aplicados, entre otros, están involucrados en el proyecto ", dice Rapp.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Karlsruhe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :