El vidrio es omnipresente en productos de alta tecnología en los campos de la óptica, telecomunicaciones química y medicina, y en objetos cotidianos como botellas y ventanas. Sin embargo, dar forma al vidrio se basa principalmente en procesos como la fusión, esmerilado o grabado. Estos procesos tienen décadas de antigüedad, tecnológicamente exigentes, intensivo en energía y severamente limitado en términos de las formas que se pueden realizar. Por primera vez, un equipo dirigido por el Prof.Dr. Bastian E. Rapp del Laboratorio de Tecnología de Procesos del Departamento de Ingeniería de Microsistemas de la Universidad de Friburgo, en colaboración con Glassomer, una empresa emergente con sede en Friburgo, ha desarrollado un proceso que permite formar vidrio fácilmente, rápidamente y en casi cualquier forma mediante moldeo por inyección. Los investigadores presentaron sus resultados en la revista Ciencias .

"Por décadas, El vidrio ha sido a menudo la segunda opción cuando se trata de materiales en los procesos de fabricación porque su formación es demasiado complicada. Consumen mucha energía y no son aptas para la producción de estructuras de alta resolución. "explica Rapp." Polímeros, por otra parte, han permitido todo esto, pero su físico, óptico, Las propiedades químicas y térmicas son inferiores a las del vidrio. Como resultado, hemos combinado el procesamiento de polímeros y vidrio. Nuestro proceso nos permitirá reemplazar de forma rápida y rentable tanto los productos producidos en masa como las estructuras y componentes poliméricos complejos por vidrio ".

El moldeo por inyección es el proceso más importante en la industria del plástico y permite la producción rápida y rentable de componentes en el llamado alto rendimiento en casi cualquier forma y tamaño. El vidrio transparente no se podía moldear en este proceso hasta ahora. Con la tecnología de moldeo por inyección Glassomer recientemente desarrollada a partir de un granulado especial diseñado internamente, ahora también es posible moldear vidrio con un alto rendimiento a solo 130 ° C. Los componentes moldeados por inyección de la impresora 3D se convierten luego en vidrio en un proceso de tratamiento térmico:el resultado es vidrio de cuarzo puro. Este proceso requiere menos energía que la fusión de vidrio convencional, resultando en eficiencia energética. Los componentes de vidrio conformados tienen una alta calidad superficial, para que no se requieran pasos posteriores al tratamiento como el pulido.

Los diseños novedosos hechos posibles por la tecnología de moldeo por inyección de vidrio de Glassomer tienen una amplia gama de aplicaciones desde la tecnología de datos, óptica y tecnología solar a lo que se conoce como laboratorio en chip y tecnología médica. "Vemos un gran potencial, especialmente para los pequeños componentes de vidrio de alta tecnología con geometrías complicadas. Además de la transparencia, el muy bajo coeficiente de expansión del vidrio de cuarzo también hace que la tecnología sea interesante. Los sensores y la óptica funcionan de manera confiable a cualquier temperatura si los componentes clave están hechos de vidrio, "explica el Dr. Frederik Kotz, líder de grupo en el Laboratorio de Tecnología de Procesos y Director Científico (CSO) de Glassomer. "También hemos podido demostrar que los recubrimientos de vidrio microópticos pueden aumentar la eficiencia de las células solares. Esta tecnología ahora se puede utilizar para producir recubrimientos de alta tecnología rentables con alta estabilidad térmica. Hay una serie de oportunidades comerciales para eso."

El equipo de Frederik Kotz y Markus Mader, estudiante de doctorado en el Laboratorio de Tecnología de Procesos, resolvió problemas previamente existentes en el moldeo por inyección de vidrio como la porosidad y la abrasión de partículas. Además, Los pasos clave del proceso en el nuevo método se diseñaron para utilizar agua como material base, haciendo que la tecnología sea más respetuosa con el medio ambiente y sostenible.