{"id":67831,"date":"2023-06-23T00:02:54","date_gmt":"2023-06-22T22:02:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/?p=67831"},"modified":"2023-06-22T16:25:27","modified_gmt":"2023-06-22T14:25:27","slug":"impresion-3d-microestructuras-de-vidrio-230620232","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/impresion-3d-microestructuras-de-vidrio-230620232\/","title":{"rendered":"Un proceso de impresi\u00f3n 3D sin sinterizaci\u00f3n para fabricar microestructuras de vidrio"},"content":{"rendered":"

Un nuevo proceso de impresi\u00f3n 3D de vidrio de cuarzo desarrollado en el Instituto de Tecnolog\u00eda de Karlsruhe (KIT) est\u00e1 causando mucho revuelo. El equipo del Dr. Jens Bauer ha logrado producir diversas microestructuras de vidrio de cuarzo mediante impresi\u00f3n 3D sin ning\u00fan tipo de sinterizaci\u00f3n. Las estructuras de vidrio de cuarzo a escala nanom\u00e9trica impresas en 3D tambi\u00e9n pueden imprimirse directamente en chips semiconductores. Este nuevo proceso de fabricaci\u00f3n aditiva<\/a> podr\u00eda abrir muchas posibilidades interesantes y de futuro para aplicaciones de alta tecnolog\u00eda, fot\u00f3nica y micro\u00f3ptica.<\/span><\/p>\n

La Universidad de Heidelberg y el Instituto de Nanotecnolog\u00eda (INT) del KIT se han unido para formar el Cluster de Excelencia 3D Matter Made to Order. \u00bfLa meta? Llevar los procesos de fabricaci\u00f3n aditiva 3D al siguiente nivel. El Dr. Jens Bauer, director del IFT, y su grupo de investigaci\u00f3n, con la colaboraci\u00f3n de cient\u00edficos de la Universidad de California Irvine y de la empresa de tecnolog\u00eda m\u00e9dica Edwards Lifesciences de Irvine, han logrado dar un paso decisivo hacia la consecuci\u00f3n de los objetivos del cl\u00faster de excelencia.<\/span><\/p>\n

Hasta ahora, las t\u00e9cnicas basadas en la sinterizaci\u00f3n han predominado en la impresi\u00f3n 3D de vidrio de cuarzo. Sin embargo, la sinterizaci\u00f3n de nanopart\u00edculas basadas en s\u00edlice requiere calentar el material a una temperatura de 1100\u00b0C, que es demasiado caliente para imprimir chips semiconductores, por ejemplo. Entonces no es posible utilizar las estructuras de vidrio de cuarzo impresas en la tecnolog\u00eda de microsistemas y, por tanto, no se pueden lograr avances tecnol\u00f3gicos significativos. El nuevo proceso desarrollado por el grupo de investigaci\u00f3n dirigido por el Dr. Jens Bauer requiere temperaturas casi la mitad de altas.<\/span><\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

Microestructuras de vidrio de cuarzo impresas en 3D<\/h3>\n

Para ello, los investigadores crearon una resina polim\u00e9rica h\u00edbrida org\u00e1nico-inorg\u00e1nica de desarrollo propio que sirve como material de partida. A su vez, esta resina l\u00edquida est\u00e1 formada por mol\u00e9culas de silsesquioxano oligom\u00e9rico poli\u00e9drico (POSS). Se trata de peque\u00f1as mol\u00e9culas de s\u00edlice en forma de jaula a las que se han unido grupos funcionales org\u00e1nicos. A continuaci\u00f3n, los investigadores utilizaron la litograf\u00eda por inmersi\u00f3n en l\u00e1ser (DiLL) para imprimir en 3D esta resina POSS. El objeto se imprime de arriba abajo con esta t\u00e9cnica basada en SLA. Una vez formada la microestructura org\u00e1nico-inorg\u00e1nica impresa en 3D, se calienta a 650 \u00b0C en aire en un horno tubular. Esto expulsa los componentes org\u00e1nicos de la resina base y une los componentes inorg\u00e1nicos de la resina POSS.<\/span><\/p>\n

Mientras tanto, en el postprocesado, los objetos impresos se colocan en un ba\u00f1o de isopropanol-alcohol durante 20 minutos para disolver la resina restante no curada. El resultado del proceso es una estructura completa y continua de s\u00edlice fundida a micro o nanoescala<\/a>. Como la propia resina POSS es una red molecular de silicio-ox\u00edgeno, las estructuras impresas finales son s\u00edlices fundidas hechas de s\u00edlice puro, sin sinterizaci\u00f3n alguna y a bajas temperaturas. \u201cLa temperatura m\u00e1s baja permite la impresi\u00f3n de forma libre de estructuras de vidrio robustas y de grado \u00f3ptico con la resoluci\u00f3n necesaria para la nanofot\u00f3nica de luz visible, directamente sobre chips semiconductores\u201d<\/em>, explica Bauer.<\/span><\/p>\n

\"3D

El proceso se prob\u00f3 en varias microestructuras complejas de vidrio de cuarzo impresas en 3D.<\/span><\/p><\/div>\n

El equipo prob\u00f3 el m\u00e9todo en varios objetos y fabric\u00f3 diversas estructuras a nanoescala, incluidos cristales fot\u00f3nicos de haces libres, microlentes parab\u00f3licas y un microobjetivo multilente con elementos nanoestructurados. Todas las estructuras a escala nanom\u00e9trica obtenidas presentaban cristales \u00f3pticamente impecables y transparentes de alta resoluci\u00f3n, as\u00ed como excelentes propiedades mec\u00e1nicas. As\u00ed, las estructuras de s\u00edlice fundida desaf\u00edan condiciones qu\u00edmicas y t\u00e9rmicas dif\u00edciles y cuadruplican la resoluci\u00f3n, lo que permite la nanofot\u00f3nica de luz visible. Estos resultados abren numerosas posibilidades de aplicaci\u00f3n y el proceso con el material POSS sienta las bases para la impresi\u00f3n 3D a escala micro y nanom\u00e9trica de s\u00f3lidos inorg\u00e1nicos. Puedes obtener m\u00e1s informaci\u00f3n en la p\u00e1gina web del KIT,<\/span>\u00a0aqu\u00ed<\/a>.<\/p>\n

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*Cr\u00e9ditos foto de portada: Dr.Jens Bauer, KIT<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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