Impresión 3D de vidrio a temperatura ambiente: ¿mito o realidad?

El vidrio es un material que nos rodea en nuestro día a día y que se encuentra en múltiples formas. Presenta características muy interesantes para numerosas aplicaciones: transparencia, inercia química, aislamiento eléctrico, resistencia al calor y reciclabilidad. A pesar de sus ventajas, todavía se utiliza poco en la fabricación aditiva, ya que requiere temperaturas de fusión muy elevadas (alrededor de 1000°C) y un entorno térmico muy controlado. Sin embargo, un reciente proyecto del Lincoln Laboratory podría cambiar esta situación, ya que han logrado imprimir en 3D modelos de vidrio a baja temperatura. Su técnica, denominada “impresión directa con tinta”, permite iniciar el proceso a temperatura ambiente, seguido de un tratamiento térmico a solo 250°C.

La técnica se basa en una tinta personalizada compuesta por una solución de silicato y nanopartículas de otras sustancias inorgánicas. A continuación, esta se extruye, capa por capa, a través de una boquilla de 410 micras, lo que garantiza un control muy preciso del proceso de fabricación. La tinta se puede depositar sobre un sustrato plástico, metálico, de vidrio o incluso de silicona, todo ello a temperatura ambiente. Las partículas de silicato reaccionan entre sí y con las partículas de sílice para formar una pieza tridimensional.

Tras esta etapa de impresión a temperatura ambiente, el equipo procede a una fase de postratamiento para garantizar la estabilidad estructural de la pieza. Para ello, se coloca en un baño de aceite mineral calentado a 250°C, donde se endurece por completo. Luego, se limpia con un disolvente orgánico, una mezcla de tolueno e isopropanol, para eliminar todos los residuos minerales. Según el equipo del Lincoln Laboratory, las pruebas realizadas han permitido obtener estructuras con una resolución muy alta, una menor contracción y una muy buena estabilidad térmica.

Los primeros resultados son muy prometedores y podrían facilitar el acceso a la impresión 3D de vidrio. Es cierto que las etapas de postratamiento alargan el proceso de fabricación, pero la considerable reducción de las temperaturas de tratamiento es muy ventajosa. Por el momento, el equipo explica que está trabajando en la mejora de la claridad óptica del vidrio producido, así como en el desarrollo de otras tintas que ofrezcan diferentes propiedades químicas y eléctricas. Puedes encontrar más información al respecto, aquí.

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*Créditos de todas las fotos: Lincoln Laboratory