la stampa in 3d in vetro di oggetti complessi con la polimerizzazione multifotone

I ricercatori francesi sviluppano processi di stampa 3D per parti complesse in vetro

Secondo le loro stesse dichiarazioni, un team di ricerca francese è riuscito a sviluppare un processo di stampa 3D affidabile per la stampa 3D di oggetti in vetro complessi. Il loro approccio si basa sulla polimerizzazione multifotone. I ricercatori presumono che il loro metodo possa essere utilizzato per diversi tipi di oggetti in vetro 3D.

Ecole Centrale Marseille e Institut FresnelUn team di ricercatori francesi ha sviluppato un processo di stampa 3D basato su laser per parti complesse in vetro. È adatto per la produzione di ottiche complesse per applicazioni di imaging, imaging, illuminazione o laser. Nella rivista Optics Letters della Optical Society ( OSA ), hanno presentato il loro lavoro utilizzando dettagliati oggetti in vetro di quarzo, modelli in miniatura di una bicicletta e la Torre Eiffel. Nel 2019, i ricercatori dell’ETH di Zurigo sono riusciti a dimostrare per la prima volta la fattibilità del vetro di stampa 3D .

Dettagli sul processo di stampa 3D
Laurent Gallais, capo del gruppo di ricerca presso l’ Istituto Fresnel e l’ Ecole Centrale di Marsiglia in Francia, spiega:

“La maggior parte dei processi di stampa 3D costruisce un oggetto strato per strato. Il nostro nuovo processo evita i limiti di questi processi utilizzando un raggio laser per convertire o polimerizzare un precursore liquido in vetro solido “.

Gli oggetti sono stati realizzati senza il classico approccio strato per strato senza pori e crepe. Il loro approccio di produzione si basa sulla polimerizzazione multifotone . Durante la polimerizzazione, le molecole di monomero liquido vengono combinate per formare un polimero solido. La polimerizzazione avviene solo nel punto focale esatto del laser. Il processo consente parti con una dimensione di pochi micrometri fino a diverse decine di centimetri con una risoluzione teoricamente limitata solo dall’ottica utilizzata per la sagomatura del raggio laser.

»Ulteriori informazioni: ulteriori sviluppi sul tema della stampa 3D con il vetro

Bici in vetro stampato in 3D

Il materiale giusto
Un approccio strato per strato agli oggetti in vetro 3D presenta diversi limiti. La velocità di stampa è limitata dal tempo necessario per la formazione degli strati. Con resine altamente viscose, può essere difficile creare strati di spessore uniforme. Per oggetti complessi sono necessari supporti posizionati in modo preciso.

Il materiale deve essere trasparente sia durante la fase liquida iniziale che dopo la polimerizzazione alla lunghezza d’onda del laser. Per avviare il processo di polimerizzazione multifotone, deve anche assorbire la luce laser a metà della lunghezza d’onda del laser.
I ricercatori hanno utilizzato una miscela con un iniziatore fotochimico. Questo dovrebbe assorbire la luce laser, una resina e un’alta concentrazione di nanoparticelle di silice. La miscela ad alta viscosità ha permesso la formazione di una parte 3-D senza problemi di distorsione o vettori.

A scopo di test, hanno utilizzato il loro approccio di stampa 3D per creare un oggetto solido con forme complesse dalle miscele di nanoparticelle di silice. Un processo dovrebbe convertire le parti polimerizzate in vetro.

Gallais aggiunge:

“Il nostro approccio potrebbe essere potenzialmente utilizzato per produrre quasi ogni tipo di oggetto in vetro 3D. Ad esempio, stiamo esaminando la possibilità di produrre parti in vetro che possano essere utilizzate per orologi di lusso o bottiglie di profumo “.

Sorgenti laser più economiche e un processo ottimizzato dovrebbero rendere la tecnologia più semplice ed economica. Stanno anche lavorando su una rugosità inferiore e una migliore qualità della superficie.

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