Han desarrollado un proceso de fabricación aditiva (impresión 3D) de vidrio a baja temperatura que no requiere los altos niveles de calor habituales (más de 1000 °C); en su lugar, solo necesita un tratamiento térmico de 250 °C.
- Fabricación aditiva de vidrio a baja temperatura
- Solo 250 °C vs >1.000 °C convencionales
- Inks personalizados con propiedades ópticas, eléctricas y químicas
- Se imprime a temperatura ambiente
- Más barato, rápido y sostenible
- Ideal para lentes, fibra óptica, microfluidos y componentes electrónicos
Fabricación aditiva de vidrio a baja temperatura
La fabricación aditiva (impresión 3D) representa una revolución para la creación de estructuras complejas, y ahora, gracias al desarrollo de nuevas técnicas, también se puede aplicar al vidrio sin necesidad de altas temperaturas. Investigadores del Lincoln Laboratory han desarrollado un proceso que permite imprimir vidrio a solo 250 °C, en comparación con los más de 1.000 °C que requiere el proceso tradicional.
Características clave del proceso
- Escritura directa con tinta (Direct Ink Writing): técnica que extruye una tinta compuesta por una solución silicatada mezclada con nanopartículas inorgánicas.
- Personalización funcional: la composición química de las tintas se puede modificar para ajustar las propiedades ópticas, eléctricas y químicas del vidrio resultante.
- Amplia libertad geométrica: se pueden crear formas muy complejas que son imposibles de fabricar con métodos convencionales.
- Ahorro energético: el proceso se realiza a temperatura ambiente y solo necesita un tratamiento térmico final a 250 °C, lo que reduce el consumo energético de forma significativa.
- Tinta accesible: los ingredientes son comunes y no requieren materiales exóticos ni costosos.
Etapas del proceso
- Impresión a temperatura ambiente
- Curado en baño de aceite mineral a 250 °C
- Lavado con solventes orgánicos para eliminar residuos y dejar una estructura completamente inorgánica
Resultados obtenidos
Los objetos fabricados con esta técnica presentan:
- Alta resolución estructural
- Estabilidad térmica significativa
- Contracción mínima
- Potencial para aplicaciones en sistemas microfluídicos, lentes de formas libres, fibras ópticas y componentes electrónicos que requieren resistencia al calor
Ventajas frente a técnicas tradicionales
Las técnicas de impresión 3D tradicionales suelen usar plásticos o metales que presentan problemas de estabilidad térmica, química o mecánica. El uso de compuestos inorgánicos de vidrio resuelve muchas de estas limitaciones, pero hasta ahora, la necesidad de altas temperaturas hacía inviable su adopción generalizada.
Este nuevo enfoque elimina la barrera térmica, permitiendo integrar vidrio en componentes delicados o sensibles al calor, además de reducir costes y facilitar la producción descentralizada.
Potencial de esta tecnología
Esta innovación tiene un gran potencial para impulsar la sostenibilidad global:
- Menor consumo energético: al evitar temperaturas extremas, se reduce el gasto de energía y las emisiones asociadas.
- Fabricación local y bajo demanda: disminuye la necesidad de transporte y almacenamiento masivo, reduciendo la huella de carbono.
- Durabilidad y reciclabilidad: los vidrios inorgánicos son altamente resistentes y reciclables, favoreciendo una economía circular.
- Aplicaciones en energías renovables: desde sensores resistentes al calor hasta guías ópticas personalizadas para paneles solares de concentración, esta tecnología puede acelerar el desarrollo de infraestructuras sostenibles.
- Menos residuos: la precisión del proceso permite fabricar solo lo necesario, con mínimos desperdicios de material.
En conjunto, la fabricación aditiva de vidrio a baja temperatura no solo es una solución técnica innovadora, sino una herramienta concreta para construir un futuro más eficiente, limpio y resiliente.
Vía Low-Temperature Additive Manufacturing of Glass | MIT Lincoln Laboratory
