Intervista con Dorothea Helmer di Glassomer: Stampa 3D vetro silice fuso su macchine desktop SLA
Dr. rer. nat. Dorothea Helmer è specializzata in chimica organica e inorganica e lavora presso Glassomer . Insieme al Prof. Dr.-Ing. habil. Bastian E. Rapp e il Dr.-Ing. Frederik Kotz ha co-fondato la società. Glassomer sta cercando di risolvere uno dei problemi più difficili ed elusivi nella stampa 3D, nella stampa 3D e nei componenti otticamente chiari. Il percorso che hanno scelto è quello di utilizzare resine stereolitografiche per realizzare vetri di silice fusa. L’azienda ha trovato metodi per fabbricare il vetro attraverso metodi solitamente riservati ai polimeri. Il lavoro di Glassomer mi ha davvero lasciato senza fiato e sono rimasto sorpreso dal fatto che non ci fosse più stampa su questa incredibile tecnologia. In un modo tecnologicamente sorprendente, ora possiamo creare oggetti ottici con macchine desktop standard (e apparecchiature di debinding e sinterizzazione).
Che cos’è Glassomer?
Glassomer GmbH è una start-up situata a Friburgo, in Germania. Glassomer ha inventato e brevettato una tecnologia che ci consente di lavorare il vetro come un polimero, da cui Glass-o-mer. Il processo si basa su una resina che contiene una grande quantità di particelle di vetro che possono essere strutturate dalla luce UV, ad esempio nella stampante 3D. Dopo lo sviluppo le parti vengono lavorate in un forno per dare un vetro di silice fuso trasparente.
Che prodotti fai?
Vendiamo le resine per lo stampaggio e per la stampa stereolitografica. Facciamo inoltre studi di fattibilità e prototipazione di piccole serie di prodotti in vetro personalizzati.
Perché è interessante il vetro di silice fuso?
Il vetro di silice fuso è un materiale di grande interesse per la sua eccezionale trasparenza ottica unita alla sua elevata resistenza chimica e termica e alla piacevole sensazione tattile. Ciò lo rende interessante per l’ottica, nonché per gli articoli chimici in vetro ma anche per gli oggetti decorativi.
Come posso stamparlo in 3D?
Il materiale Glassomer può essere stampato utilizzando stampanti stereolitografiche da banco standard purché la stampante sia aperta.
Dall’inizio alla fine, come funziona la produzione di una parte?
Le resine Glassomer possono essere modellate utilizzando una stampante stereolitografica da banco o mediante fusione contro stampi realizzati ad esempio con siliconi. Come altre resine, il materiale polimerizza alla luce UV. Le parti vengono lavate e quindi lavorate ad alta temperatura per dare un vetro di silice fuso trasparente. Questo processo viene eseguito in due fasi: rimozione della resina e sinterizzazione delle particelle di vetro.
Ho bisogno di attrezzature specializzate?
Il processo di stampa richiede una stampante stereolitografica aperta standard e materiale. Il processo di debinding termico richiede un forno programmabile con temperature fino a 600 ° C. La sinterizzazione richiede un forno che resista a 1300 ° C.
Il processo è prevedibile?
Durante il processo di sinterizzazione la parte si restringe ma la contrazione è completamente isotropica (la stessa in ogni direzione) e quindi altamente prevedibile e può essere facilmente calcolata in anticipo. Per i produttori, devono solo ridimensionare la stampa originale in base alla percentuale di restringimento. Per la formulazione Glassomer L50 il restringimento lineare è del 15,6%.
È otticamente chiaro?
La parte finita è completamente trasparente e chiara. La silice fusa è il vetro più puro là fuori e mostra un’alta trasparenza ottica in tutto lo spettro di lunghezze d’onda della luce ultravioletta, visibile e infrarossa.
Per cosa può essere usato?
Può essere utilizzato per la stampa di parti ottiche, piccoli chip o oggetti decorativi. In generale, per tutto ciò che richiede elevata trasparenza e piccole strutture, Glassomer è il materiale di scelta.
Quali clienti stai vedendo?
Il vetro è un materiale versatile utilizzato in una grande varietà di campi. I nostri clienti provengono da diversi settori come ottica e fotonica, chimica, MedTec. Ma abbiamo anche molto interesse nei settori della gioielleria, dell’arte e del design.
Cosa speri di ottenere?
Glassomer ha il potenziale per rivoluzionare il modo in cui fabbrichiamo gli occhiali. La modellatura del vetro è sempre stata una sfida – fino ad ora non è qualcosa che le persone potrebbero facilmente fare a casa. Ora lavorare con gli occhiali è semplice come lavorare con l’argilla polimerica. Vogliamo rendere gli occhiali accessibili a tutte le moderne tecnologie di fabbricazione, oltre alla stampa 3D che include processi ad alta produttività come lo stampaggio industriale. In questo modo le parti in vetro di alta precisione diventeranno personalizzabili e convenienti. In futuro, tutte le ottiche compatte come le fotocamere degli smartphone saranno realizzate in vetro, garantendo una qualità e una robustezza superiori.
Cosa ti aspetti di essere in grado di realizzare in mSLA?
Gli occhiali sono il materiale numero uno utilizzato nel trasferimento dei dati: le connessioni Internet veloci si affidano ai cavi in fibra di vetro. Quei cavi devono essere collegati all’elettronica che alla fine usiamo per generare i dati. Utilizzando mSLA e polimerizzazione a 2 fotoni vogliamo realizzare ottiche e connettori compatti per garantire una maggiore efficienza di trasferimento.
Quanto è forte e resistente?
Il materiale è un vero vetro di silice fuso. Non è lo stesso vetro che usiamo per esempio per le finestre, è di purezza molto più elevata. La silice fusa è molto stabile contro sostanze chimiche o calore. Al riscaldamento quasi non si espande, quindi puoi (oltre alla nostra vetreria di tutti i giorni) metterlo in una fiamma di 1000 C e quindi raffreddarlo istantaneamente sott’acqua senza causare incrinature. È, tuttavia, un bicchiere: se lo colpisci con una forza sufficiente, si romperà.
Quali altre varianti svilupperai?
Finora il materiale è accessibile alla stampa stereolitografica, svilupperemo ulteriormente tecnologie per la modellazione a deposizione fusa e altre forme di stampa 3D e stampaggio industriale.
Cosa sta trattenendo la stampa 3D?
Viviamo ancora in un mondo di abbondanza: l’industria avrà bisogno di più tempo per capire che il futuro della fabbricazione è di prodotti personalizzati on demand di alta qualità invece di un’eccessiva produzione eccessiva. La stampa 3D deve ancora migliorare in termini di fedeltà di produzione, velocità di produzione e materiali disponibili. In Glassomer lavoriamo costantemente per espandere la tavolozza dei materiali della stampa 3D e speriamo di contribuire in modo significativo all’avanzamento industriale della stampa 3D.
