Por primera vez, Los investigadores han impreso con éxito vidrio de calcogenuro en 3D, un material único que se utiliza para fabricar componentes ópticos que operan en longitudes de onda de infrarrojo medio. La capacidad de imprimir este vidrio en 3D podría hacer posible la fabricación de componentes de vidrio complejos y fibras ópticas para nuevos tipos de sensores de bajo costo. componentes de telecomunicaciones y dispositivos biomédicos.

En la revista The Optical Society (OSA) Materiales ópticos Express , investigadores del Centre d'Optique, Photonique et Laser (COPL) en la Université Laval en Canadá, Patrick Larochelle y sus colegas, describen cómo modificaron una impresora 3D disponible comercialmente para extrusión de vidrio. El nuevo método se basa en la técnica comúnmente utilizada de modelado de deposición fundida, en el que un filamento de plástico se funde y luego se extruye capa por capa para crear objetos tridimensionales detallados.

"La impresión 3D de materiales ópticos allanará el camino para una nueva era de diseño y combinación de materiales para producir los componentes fotónicos y las fibras del futuro, "dijo Yannick Ledemi, miembro del equipo de investigación. "Este nuevo método podría potencialmente resultar en un gran avance para la fabricación eficiente de componentes ópticos infrarrojos a bajo costo".

Vidrio de impresión

El vidrio de calcogenuro se ablanda a una temperatura relativamente baja en comparación con otros vidrios. Por lo tanto, el equipo de investigación aumentó la temperatura máxima de extrusión de una impresora 3D comercial de alrededor de 260 ° C a 330 ° C para permitir la extrusión de vidrio de calcogenuro. Produjeron filamentos de vidrio de calcogenuro con dimensiones similares a los filamentos de plástico comerciales que se utilizan normalmente con la impresora 3D. Finalmente, la impresora fue programada para crear dos muestras con formas y dimensiones complejas.

"Nuestro enfoque es muy adecuado para el vidrio de calcogenuro blando, pero también se están explorando enfoques alternativos para imprimir otros tipos de vidrio, ", dijo Ledemi." Esto podría permitir la fabricación de componentes hechos de múltiples materiales. El vidrio también podría combinarse con polímeros con propiedades electroconductoras u ópticas especializadas para producir dispositivos impresos tridimensionales multifuncionales ".

La impresión 3D también sería útil para fabricar preformas de fibra (una pieza de vidrio que se convierte en fibra) con geometrías complejas o materiales múltiples. O una combinación de ambos. Una vez que se afinan las técnicas de diseño y fabricación, Los investigadores afirman que la impresión 3D podría utilizarse para la fabricación económica de grandes volúmenes de componentes de vidrio infrarrojo o preformas de fibra.

"Los componentes basados ​​en calcogenuro impresos en 3-D serían útiles para la obtención de imágenes térmicas infrarrojas para aplicaciones de defensa y seguridad, "continuó Ledemi." También habilitarían sensores para el monitoreo de contaminantes, biomedicina y otras aplicaciones donde la firma química infrarroja de moléculas se utiliza para la detección y el diagnóstico ".

Los investigadores ahora están trabajando para mejorar el diseño de la impresora para aumentar su rendimiento y permitir la fabricación aditiva de piezas o componentes complejos hechos de vidrio calcogenuro. También quieren agregar nuevas extrusoras para permitir la coimpresión con polímeros para el desarrollo de componentes de múltiples materiales.