Stampa 3D del vetro a temperatura ambiente: mito o realtà?

Il vetro è un materiale che si trova intorno a noi quotidianamente e in molteplici forme. Presenta caratteristiche molto interessanti per numerose applicazioni: trasparenza, inerzia chimica, isolamento elettrico, resistenza al calore e riciclabilità. Nonostante i suoi vantaggi, è ancora raramente utilizzato nella produzione additiva perché richiede temperature di fusione molto elevate – circa 1.000 °C – e un ambiente termico altamente controllato. Tuttavia, un recente progetto del Lincoln Laboratory potrebbe cambiare le cose. Un team è riuscito a stampare in 3D oggetti in vetro a basse temperature: la loro tecnica direct ink printing consente di iniziare il processo a temperatura ambiente, per poi proseguire con un trattamento termico a soli 250 °C.

La tecnologia direct ink printing si basa su un inchiostro speciale composto da una soluzione di silicato e nanoparticelle di altre sostanze inorganiche. Questo inchiostro viene quindi estruso, strato per strato, attraverso un ugello da 410 micron, garantendo un controllo estremamente preciso del processo di stampa. L’inchiostro può essere depositato su un substrato di plastica, metallo, vetro o silicone, il tutto a temperatura ambiente. Le particelle di silicato reagiranno tra loro e con le particelle di silice per formare un oggetto tridimensionale.

Dopo questa fase di stampa a temperatura ambiente, il team procede a una fase di post-processing per garantire la stabilità strutturale del componente. Il componente viene immerso in un bagno di olio minerale riscaldato a 250 °C. Viene quindi completamente polimerizzato. In seguito, viene pulito in un solvente organico – una miscela di toluene e isopropanolo – per rimuovere tutti i minerali residui. Secondo il team del Lincoln Laboratory, i test effettuati hanno prodotto strutture ad altissima risoluzione, con un ritiro ridotto e un’ottima stabilità termica.

I risultati iniziali sono quindi molto promettenti e potrebbero facilitare l’accesso alla stampa 3D del vetro. Sebbene le fasi di post-processing allunghino certamente il processo di produzione, la notevole riduzione delle temperature di lavorazione è vantaggiosa. Per il momento, il team sta lavorando al miglioramento della trasparenza ottica del vetro prodotto e allo sviluppo di altri inchiostri che offrano proprietà chimiche ed elettriche diverse. In attesa di questi sviluppi, trovi maggiori informazioni QUI .

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*Crediti per tutte le foto: Lincoln Laboratory