Pela primeira vez, pesquisadores têm impresso com sucesso vidro calcogeneto 3-D, um material exclusivo usado para fazer componentes ópticos que operam em comprimentos de onda do infravermelho médio. A capacidade de imprimir este vidro em 3D pode tornar possível a fabricação de componentes de vidro complexos e fibras ópticas para novos tipos de sensores de baixo custo, componentes de telecomunicações e dispositivos biomédicos.

No jornal The Optical Society (OSA) Optical Materials Express , pesquisadores do Centre d'Optique, Photonique et Laser (COPL) na Université Laval no Canadá, Patrick Larochelle e seus colegas, descrever como eles modificaram uma impressora 3-D comercialmente disponível para extrusão de vidro. O novo método é baseado na técnica comumente usada de modelagem de deposição fundida, em que um filamento de plástico é derretido e, em seguida, extrudado camada por camada para criar objetos 3D detalhados.

"A impressão 3-D de materiais ópticos abrirá o caminho para uma nova era de design e combinação de materiais para produzir os componentes fotônicos e fibras do futuro, "disse Yannick Ledemi, um membro da equipe de pesquisa. "Este novo método pode resultar em um avanço para a fabricação eficiente de componentes ópticos infravermelhos a um custo baixo."

Vidro de impressão

O vidro de calcogeneto amolece a uma temperatura relativamente baixa em comparação com outro vidro. A equipe de pesquisa, portanto, aumentou a temperatura máxima de extrusão de uma impressora 3-D comercial de cerca de 260 ° C para 330 ° C para permitir a extrusão de vidro calcogeneto. Eles produziram filamentos de vidro de calcogeneto com dimensões semelhantes aos filamentos de plástico comerciais normalmente usados ​​com a impressora 3-D. Finalmente, a impressora foi programada para criar duas amostras com formas e dimensões complexas.

"Nossa abordagem é muito adequada para vidro calcogênio macio, mas abordagens alternativas também estão sendo exploradas para imprimir outros tipos de vidro, "disse Ledemi." Isso poderia permitir a fabricação de componentes feitos de vários materiais. O vidro também pode ser combinado com polímeros com propriedades eletrocondutoras ou ópticas especializadas para produzir dispositivos impressos 3D multifuncionais. "

A impressão 3-D também seria útil para fazer pré-formas de fibra - um pedaço de vidro que é puxado para dentro de uma fibra - com geometrias complexas ou materiais múltiplos, ou uma combinação de ambos. Uma vez que as técnicas de design e fabricação são ajustadas, os pesquisadores dizem que a impressão 3-D pode ser usada para a fabricação barata de grandes volumes de componentes de vidro infravermelho ou pré-formas de fibra.

"Componentes baseados em calcogeneto impressos em 3-D seriam úteis para imagens térmicas infravermelhas para aplicações de defesa e segurança, "continuou Ledemi." Eles também permitiriam sensores para monitoramento de poluentes, biomedicina e outras aplicações onde a assinatura química infravermelha de moléculas é usada para detecção e diagnóstico. "

Os pesquisadores agora estão trabalhando para melhorar o design da impressora para aumentar seu desempenho e permitir a fabricação aditiva de peças ou componentes complexos feitos de vidro calcogeneto. Eles também desejam adicionar novas extrusoras para permitir a coimpressão com polímeros para o desenvolvimento de componentes multimateriais.