Fabricación aditiva volumétrica de vidrio de sílice con litografía axial computarizada a microescala

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Fabricación en microondas
• Ingeniería óptica

Sus antecedentes:

• El aumento de la demanda de complejas geometrías de vidrio microscópico en micro-óptica y microfluidos.
• Limitaciones de los métodos de procesamiento convencionales para cumplir con los requisitos en evolución de tamaño, geometría, rugosidad de la superficie y resistencia mecánica.
• Necesidad de técnicas de fabricación avanzadas para componentes de sílice fundida.

Objetivo del estudio:

• Introducir y demostrar la litografía axial computarizada a microescala (micro-CAL) para la fabricación de componentes de sílice fundida.
• Mostrar la capacidad de micro-CAL para producir microestructuras 3D complejas con alta precisión.
• Explorar el potencial de las micro-CAL para nuevas estructuras y aplicaciones de dispositivos.

Principales métodos:

• Desarrollo y aplicación de la litografía axial computarizada a microescala (micro-CAL).
• Iluminación tomográfica de un material nanocompuesto de fotopolímero y sílice.
• Sinterización del nanocompuesto iluminado para formar componentes sólidos de sílice fundida.

Principales resultados:

• Fabricación de sistemas microfluídicos en 3D con diámetros internos de hasta 150 micrómetros.
• Creación de elementos microópticos de forma libre que exhiben una rugosidad superficial de 6 nanómetros.
• Fabricación de vigas y estructuras en celosía de alta resistencia con dimensiones mínimas de 50 micrómetros.

Conclusiones:

• Micro-CAL es un proceso de fabricación de luz digital de alta velocidad y sin capas adecuado para sílice fundida.
• El proceso permite nanocompuestos de alto contenido de sólidos y ofrece una alta libertad geométrica.
• Micro-CAL permite la creación de nuevas estructuras de dispositivos y aplicaciones anteriormente inalcanzables con métodos convencionales.