I RICERCATORI DI COPL NAVIGANO IN FIBRA OTTICA FUTURA E INFRAROSSI CON VETRO STAMPATO IN 3D
Gli scienziati dell’Université Laval , Quebec City, Canada, hanno sviluppato un metodo di stampa 3D di un tipo di vetro adatto per l’incorporazione nei laser e nell’ottica a infrarossi.
Il materiale di vetro calcogenuro ha il potenziale per essere utilizzato in varie tecniche di imaging termico, dispositivi di telecomunicazione e altre apparecchiature ottiche. Attraverso la stampa 3D, il team cerca di creare nuove e innovative geometrie dal materiale, portando allo sviluppo di componenti speciali che non possono essere prodotti in nessun altro modo.
Yannick Ledemi, ricercatore presso il Centre d’Optique di ULaval, Photonique et Laser (COPL) e coautore di uno studio che riporta questo anticipo, riassume i risultati: “La stampa 3D di materiali ottici aprirà la strada a una nuova era di progettazione e combinazione materiali per produrre i componenti e le fibre fotoniche del futuro. “
“QUESTO NUOVO METODO POTREBBE POTENZIALMENTE PORTARE AD UNA SVOLTA PER LA PRODUZIONE EFFICIENTE DI COMPONENTI OTTICI A INFRAROSSI A BASSO COSTO.”
Fibre ottiche avanzate da una stampante 3D desktop
Una delle proprietà interessanti del vetro calcogenuro è che può essere commutato da fase amorfa a fase cristallina controllando precisamente come viene riscaldata e raffreddata. Questa caratteristica è ciò che rende il materiale adatto per l’uso ottico, e anche la memorizzazione di informazioni – alcuni tipi di vetro calcogenuro sono usati per creare CD e DVD riscrivibili.
Il vetro calcogenuro gestito dal team COPL è un tipo comunemente usato per la trasmissione a infrarossi e contiene solfuro di arsenico. Rispetto ad altri occhiali, questo materiale si ammorbidisce a una temperatura relativamente bassa, intorno ai 330 ° C. Anche se al di fuori della gamma di una comune stampante 3D desktop (230 ° C per PLA o fino a 285 ° C per ABS) il team è stato in grado di modificare Creality ENDER-4 per lavorare con il materiale. Al posto di hardware altamente specializzato, l’uso di una stampante 3D disponibile in commercio è un punto chiave di costo dell’esperimento. Gli ingredienti di base utilizzati per fabbricare il vetro di calcogenuro di solfuro di arsenico sono anche i materiali di partenza.
Per creare un’adeguata adesione tra il materiale estruso e il letto, anche lo stesso vetro calcogenuro doveva essere utilizzato come substrato per la stampa 3D. Sia l’ottone che l’acciaio inossidabile si sono rivelati inadeguati per questo scopo.
Una volta che il team è riuscito a estrudere il materiale e creare un’adeguata adesione, ha prodotto una serie di campioni. Uno dei potenziali difetti che il team cercava in questi oggetti era il verificarsi di bolle. I campioni mostrano che “Il risultato dell’estrusione di calcogenuro è un vetro privo di bolle senza crepe formate durante la stampa.” Alcune proprietà ottiche sono tuttavia perse a causa delle irregolarità dell’interfaccia tra gli strati.
Il risultato complessivo della sperimentazione è che il team dimostra la fattibilità del vetro calcogenuro di stampa 3D e il suo potenziale di creare preforme in fibra con geometrie complesse. Attraverso lo sviluppo, il team ritiene che questo metodo potrebbe essere un modo promettente per produrre elevati volumi di preforme in fibra. Mirano anche a esaminare potenziali metodi di stampa 3D multimateriali, che migliorerebbero ulteriormente l’utilità del vetro.
Ledemi aggiunge: “Il nostro approccio è molto adatto per vetri di calcogenuro morbido, ma sono stati anche esplorati approcci alternativi per stampare altri tipi di vetro. Ciò potrebbe consentire la fabbricazione di componenti costituiti da più materiali. “
“IL VETRO POTREBBE ANCHE ESSERE COMBINATO CON POLIMERI CON PROPRIETÀ ELETTRO CONDUTTIVE O OTTICHE SPECIALIZZATE PER PRODURRE DISPOSITIVI STAMPATI 3D MULTIFUNZIONALI.”
