Os pesquisadores da ETH usaram um processo de impressão 3-D para produzir objetos de vidro complexos e altamente porosos. A base para isso é uma resina especial que pode ser curada com luz ultravioleta.

Produzir objetos de vidro usando impressão 3-D não é fácil. Apenas alguns grupos de pesquisadores em todo o mundo tentaram produzir vidro usando métodos aditivos. Alguns fizeram objetos imprimindo vidro fundido, mas a desvantagem é que isso requer temperaturas extremamente altas e equipamento resistente ao calor. Outros usaram partículas de cerâmica em pó que podem ser impressas em temperatura ambiente e depois sinterizadas para criar o vidro; Contudo, os objetos produzidos dessa maneira não são muito complexos.

p Pesquisadores da ETH Zurich agora usaram uma nova técnica para produzir objetos de vidro complexos com impressão 3-D. O método é baseado em estereolitografia, uma das primeiras técnicas de impressão 3-D desenvolvidas durante a década de 1980. David Moore, Lorenzo Barbera, e Kunal Masania no grupo de Materiais Complexos liderado pelo processador ETH André Studart desenvolveram uma resina especial que contém um plástico, e moléculas orgânicas às quais os precursores de vidro são ligados. Os pesquisadores relataram seus resultados na última edição da revista Natural Materials.

Luz usada para "crescer" objetos

A resina pode ser processada usando a tecnologia de processamento digital de luz disponível no mercado. Isso envolve a irradiação da resina com padrões de luz ultravioleta. Onde quer que a luz atinja a resina, ela endurece porque os componentes sensíveis à luz da resina polimérica se reticulam nos pontos expostos. Os monômeros de plástico se combinam para formar uma estrutura semelhante a um labirinto, criando o polímero. As moléculas que contêm cerâmica preenchem os interstícios desse labirinto.

Um objeto pode, portanto, ser construído camada por camada. Os pesquisadores podem alterar vários parâmetros em cada camada, incluindo o tamanho dos poros:A fraca intensidade da luz resulta em poros grandes; a iluminação intensa produz pequenos poros. "Descobrimos que por acidente, mas podemos usar isso para influenciar diretamente o tamanho dos poros do objeto impresso, "diz Masania.

Os pesquisadores também são capazes de modificar a microestrutura, camada por camada, misturando sílica com borato ou fosfato e adicionando-o à resina. Objetos complexos podem ser feitos de diferentes tipos de vidro, ou mesmo combinados no mesmo objeto usando a técnica.

Os pesquisadores então queimam o branco produzido dessa maneira em duas temperaturas diferentes:a 600˚C para queimar a estrutura de polímero e, em seguida, a cerca de 1000˚C para densificar a estrutura cerâmica em vidro. Durante o processo de disparo, os objetos encolhem significativamente, mas tornam-se transparentes e duros como o vidro de uma janela.

Pedido de patente enviado

Esses objetos de vidro impressos em 3D ainda não são maiores do que um dado. Objetos de vidro grandes, como garrafas, copos ou vidros de janela, não pode ser produzida desta forma - o que não era realmente o objetivo do projeto, diz Masania.

O objetivo era antes provar a viabilidade da produção de objetos de vidro de geometria complexa usando um processo de impressão 3-D. Contudo, a nova tecnologia não é apenas um truque. Os pesquisadores solicitaram uma patente e estão atualmente negociando com um grande negociante de vidro suíço que deseja usar a tecnologia em sua empresa.