A mikrogyártást végző osztrák UpNano és a német üveggyártás-specialista Glassomer közösen fejlesztett kisméretű, nagy felbontású szilíciumdioxid-üveg nyomatok előállítására alkalmas anyagot és technológiát. A munkával a Glassomer üveg-szakértelmét és az UpNano kétfotonos polimerizáció (2PP) eljárását hozták közös nevezőre.
Az anyag nagyon magas, 1700 Celsius-fok körüli olvadáspontja miatt, az olvasztott szilíciumdioxid-üveg megmunkálása komoly kihívás. Additív gyártótechnológiával történő feldolgozása máig erősen korlátozott, csak nagyfelbontású és csúcsminőségű felületek létrehozására alkalmatlan nem kereskedelmi rendszerek foglalkoznak vele.
A két partner munkája hozta el a változást: 2PP-alapú 3D nyomtatással kisméretű (milliméter-centiméter mérettartományú), sima felületű olvasztott szilíciumdioxid-tárgyak készíthetők.
A folyamat három lépésből áll. Az óhajtott szerkezet megtervezése és nyomtatása az első, a szerves kötőanyag eltávolítása és magas hőmérsékleten történő szinterezés a második, a harmadik pedig az újonnan fejlesztett UpQuartz nanokompozit.
A 2PP technológiára alkalmas anyag speciális polimermátrixba bedolgozott, szilíciumdioxid nanorészecskékből áll. A gyantakompozit rétegről rétegre fotopolimeriáción megy keresztül a 3D printerben. A kapott zöld részt szinterezni kell.
A polimermátrix a zöld rész 600 Celsius-fokon történő szinterezésével távolítható el. Innentől kezdve, a szilíciumdioxid üvegrészecskéket egybe kell olvasztani a sűrű végeredmény érdekében. A szinterezést kb. 1300 Celsius-fokon kell végezni hozzá. A zöld résztől a végső szilíciumdioxid-üveg kompozitig nagyjából harminc százalékos izotóp-zsugorodás tapasztalható, de ezt már a tervezésnél bekalkulálhatják.
Az egészségügyben, kutatásokban, mérnöki munkában és a vegyiparban számíthatunk az új anyag és technológia alkalmazásaira. Az anyag kiváló optikai tulajdonságokkal rendelkezik, ellenáll a magas és az alacsony hőmérsékletnek, vegyszereknek, és biokompatibilis.
