p Muitas técnicas de medição, como espectroscopia, beneficie-se da capacidade de dividir um único feixe de luz em dois para medir as mudanças em um deles. O dispositivo crucial que separa o feixe é o divisor de feixe. Estes têm sido limitados principalmente a feixes de luz, onde se usa simplesmente um vidro parcialmente reflexivo. p Os cientistas da EPFL desenvolveram agora um dispositivo semelhante para dividir feixes de moléculas, onde eletrodos de alta voltagem são usados ​​para controlar o movimento das moléculas dentro de um vácuo. Os eletrodos são construídos por um método inovador que combina impressão 3D e galvanoplastia para a fabricação de estruturas metálicas complexas. A mesma abordagem também pode ser usada em uma ampla variedade de outros experimentos. O novo método é publicado em Revisão Física Aplicada e supera problemas de fabricação anteriores, abrindo assim novos caminhos.

p Sean Gordon e Andreas Osterwalder, do Instituto de Ciências Químicas e Engenharia da EPFL, desenvolveu o novo método de fabricação, e o demonstrou construindo a complicada combinação de eletrodos necessária para guiar e dividir feixes de moléculas. O método de produção não só permite que formas complexas sejam feitas, mas, além do que, além do mais, acelera a produção por um fator de 50-100.

p A técnica começa com a impressão 3D de uma peça de plástico e, em seguida, galvaniza uma camada de metal de 10 μm de espessura sobre ela. A galvanoplastia é uma técnica estabelecida em vários ramos da indústria, como a indústria automobilística, fabricação de joias, ou encanamento. Geralmente usa eletrólise para revestir um material condutor com uma camada metálica. "mas o revestimento de peças impressas não foi feito antes no contexto de aplicações científicas, "diz Andreas Osterwalder.

p Para tornar as peças de plástico impressas condutoras e, portanto, passíveis de galvanoplastia, eles foram primeiro pré-tratados por um procedimento especial desenvolvido pela empresa Galvotec perto de Zurique. Uma vez que a primeira camada condutora foi aplicada, as peças poderiam ser tratadas como se fossem metálicas. A primeira etapa pode ser aplicada seletivamente a certas regiões da peça impressa, de modo que o dispositivo final contenha algumas áreas que são metálicas e condutoras enquanto outras permanecem isolantes.

p Este processo permitiu aos pesquisadores construir dois eletrodos de alta tensão eletricamente independentes a partir de uma única peça de plástico impressa e com a geometria correta para a divisão do feixe. Enquanto isso, o procedimento permite uma escolha quase livre do metal de revestimento, incluindo alguns que seriam muito difíceis de usinar.

p Essa abordagem também produziu superfícies sem riscos, recessos ou escoriações. O divisor de feixe molecular usado para provar o novo método é uma estrutura baseada em eletrodos muito complexos que requerem propriedades de superfície impecáveis ​​e alinhamento de alta precisão. "Tudo isso é gratuito ao usar a abordagem de impressão 3D, "diz Andreas Osterwalder.

p Junto com o custo, o novo método de impressão 3D / galvanoplastia também reduz drasticamente o tempo de produção:a fabricação tradicional dessas estruturas pode levar vários meses. Mas no estudo EPFL, todos os componentes foram impressos em 48 horas e a eletrodeposição levou apenas um dia. O menor tempo permite uma rotação muito rápida e mais flexibilidade no desenvolvimento e teste de novos componentes.

p Finalmente, A impressão 3D usa um fluxo de trabalho totalmente digital - os eletrodos são impressos diretamente de um computador e não requerem entrada manual. Isso significa que uma réplica exata de uma configuração experimental completa pode ser reproduzida em qualquer lugar, simplesmente transferindo um arquivo de computador.

p O novo método de fabricação destaca o enorme potencial que as impressoras 3D têm para pesquisas fundamentais, em uma variedade de áreas de pesquisa. Isso demonstra especialmente que agora podemos produzir rapidamente peças eletricamente condutivas quimicamente robustas com alta precisão e baixo custo, uma vez que a impressão 3D é virtualmente ilimitada em termos de design e geometria de estruturas.