Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Berkeley (EUA), conseguiram desenvolver uma nova maneira de realizar a impressão 3D de microestruturas de vidro, sendo mais rápida e produzindo maior qualidade óptica, com flexibilidade de design e resistência, de acordo com o Scitech Daily.
Início do projeto
Em parceria com cientistas alemães da Universidade Albert Ludwig de Freiburg, os pesquisadores norte-americanos ampliaram os recursos de um processo de impressão 3D desenvolvido há três anos, chamado de litografia axial computadorizada (CAL), que busca imprimir recursos muito mais finos e imprimir em vidro. Esse novo sistema, que é o CAL melhorado, foi apelidado “micro-CAL”.
Mas, por que o vidro?
O vidro é o melhor material para criar objetos microscópicos complicados, assim como lentes de câmeras compactas e de alta qualidade usadas em smartphones e endoscópios. E também dispositivos microfluídicos usados para analisar ou processar quantidades mínimas de líquido.
Porém, com os atuais processos de fabricação podem ser lentos, caros e limitados na capacidade de atender às crescentes demandas da indústria.
Litografia Axial Computadorizada (CAL)
Diferente dos processos industriais de fabricação de impressão 3D de hoje, que constroem objetos a partir de finas camadas de material, podendo demorar muito e resultar em textura de superfície áspera, o processo CAL imprime o objeto inteiro em 3D, simultaneamente.
Nesse processo, os pesquisadores utilizam um laser para projetar padrões de luz em um volume rotativo de material sensível à luz, construindo uma dose de luz 3D que então se solidifica na forma desejada. Sem o processo de camadas no processo CAL, superfícies lisas e geometrias complexas são possíveis.
Micro-CAL
Os estudos ultrapassam os limites da CAL ao demonstrar a capacidade de imprimir recursos em microescala em estruturas de vidro.
“Quando publicamos esse método pela primeira vez em 2019, a CAL podia imprimir objetos em polímeros com recursos de até um terço de milímetro de tamanho”
Hayden Taylor, investigador principal e professor de engenharia mecânica da UC Berkeley
E, assim, é possível imprimir objetos em polímeros com características de até cerca de 20 milionésimos de metro, ou cerca de um quarto da largura de um fio de cabelo humano, afirma Hayden Taylor.
Para imprimir vidro, foi desenvolvido um material de resina especial contendo nanopartículas de vidro cercadas por um líquido pegajoso sensível à luz.
A projeção de luz digital da impressora solidifica o líquido pegajoso, então os pesquisadores aquecem o objeto impresso para remover o esse líquido e fundir as partículas em um objeto sólido de vidro puro.
O líquido pegajoso, conhecido como aglutinante para os pesquisadores, é o principal facilitador pois tem um índice de refração quase idêntico ao do vidro, onde a luz passa pelo material praticamente sem dispersão, diz Taylor.
O método de impressão 3D CAL oferece objetos de vidro microscópicos de uma nova maneira e mais eficiente. Essa tecnologia permite fabricar esses componentes mais rapidamente e com mais liberdade geométrica, podendo levar novas funções de dispositivos ou produtos de baixo custo, conclui Taylor.
Conclusão
A tecnologia está avançando cada vez mais, até o ponto de conseguir criar microestruturas de vidro com menor espessura do que de um fio de cabelo. Fascinante, não?
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