Les chercheurs utilisent une imprimante 3D pour imprimer le verre

Les chercheurs utilisent une imprimante 3D pour imprimer le verre

Les chercheurs ont démontré l’impression 3D du verre de chalcogénure, qui peut être utilisé pour fabriquer des composants optiques fonctionnant à des longueurs d’onde infrarouges moyennes. Cet échantillon de verre imprimé en 3D mesure 14 millimètres de long. Crédit: Steeve Morency, Université Laval

Pour la première fois, les chercheurs ont utilisé avec succès un verre de chalcogénure imprimé en 3D, un matériau unique utilisé pour fabriquer des composants optiques fonctionnant à des longueurs d'onde infrarouges moyennes. La possibilité d'imprimer en 3D ce verre pourrait permettre de fabriquer des composants en verre complexes et des fibres optiques pour de nouveaux types de capteurs, de composants de télécommunication et de dispositifs biomédicaux à faible coût.

Dans le journal de la Optical Society (OSA) Matériaux Optiques Express, Patrick Larochelle et ses collègues, chercheurs au Centre d’Optique, Photonique et Laser (COPL) de l’Université Laval au Canada, décrivent comment ils ont modifié une imprimante tridimensionnelle disponible dans le commerce. verre extrusion. La nouvelle méthode est basée sur la technique couramment utilisée de modélisation de dépôt par fusion, dans laquelle un filament en plastique est fondu puis extrudé couche par couche pour créer des objets 3D détaillés.

"L'impression 3D de matériaux optiques ouvrira la voie à une nouvelle ère de conception et de combinaison de matériaux afin de produire les composants photoniques et les fibres du futur", a déclaré Yannick Ledemi, membre de l'équipe de recherche. "Cette nouvelle méthode pourrait potentiellement permettre une avancée décisive dans la fabrication efficace de composants optiques à faible coût. "

Verre d'impression

Le verre au chalcogénure se ramollit à une température relativement basse par rapport à un autre verre. L’équipe de recherche a donc augmenté la température maximale d’extrusion d’une imprimante 3D commerciale d’environ 260 ° C à 330 ° C afin de permettre l’extrusion de verre au chalcogénure. Ils ont produit des filaments de verre de chalcogénure ayant des dimensions similaires à celles des filaments de plastique commerciaux normalement utilisés avec l’imprimante 3D. Enfin, l’imprimante a été programmée pour créer deux échantillons avec formes complexes et dimensions.

"Notre approche convient très bien au verre de chalcogénure doux, mais d'autres approches sont également à l'étude pour imprimer d'autres types de verre", a déclaré Ledemi. "Cela pourrait permettre la fabrication de composants composés de plusieurs matériaux. Le verre pourrait également être associé à des polymères dotés de propriétés optiques ou électro-conductrices spécialisées afin de produire des dispositifs imprimés 3D multifonctionnels."

L'impression 3D serait également utile pour la fabrication de préformes de fibres (une pièce de verre tirée dans une fibre) avec des géométries complexes ou des matériaux multiples, ou une combinaison des deux. Une fois que les techniques de conception et de fabrication ont été affinées, les chercheurs ont déclaré que l’impression 3D pourrait être utilisée pour la fabrication peu coûteuse de composants en verre infrarouge ou de préformes en fibres à grand volume.

"Les composants tridimensionnels imprimés à base de chalcogénure seraient utiles pour l'imagerie thermique infrarouge pour les applications de défense et de sécurité", a poursuivi Ledemi. "Ils permettraient également l'utilisation de capteurs pour la surveillance des polluants, la biomédecine et d'autres applications dans lesquelles la signature chimique infrarouge de molécules est utilisée pour la détection et le diagnostic."

Les chercheurs travaillent actuellement à améliorer la conception de l'imprimante afin d'accroître ses performances et de permettre la fabrication additive de pièces complexes ou de composants en verre chalcogénure. Ils souhaitent également ajouter de nouvelles extrudeuses pour permettre la co-impression avec des polymères en vue du développement de composants multi-matériaux.


Les scientifiques impriment avec succès l'optique en verre


Plus d'information:
E. Baudet et al., Impression 3D de verres de chalcogénure de sulfure d’arsenic, Matériaux Optiques Express (2019). DOI: 10.1364 / OME.9.002307

Fourni par
La société d'optique

Citation:
                                                 Des chercheurs utilisent une imprimante 3D pour imprimer sur du verre (18 avril 2019)
                                                 récupéré le 18 avril 2019
                                                 sur https://techxplore.com/news/2019-04-d-printer-glass.html

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