Cómo utilizar una impresora 3D para forjar cristal

MundoLuna.es

28 abril 2021

La fabricación de cristal es una de las artes más antiguas en la historia de la humanidad. En el año 3.500 antes de Cristo ya se hacía cristal tanto en Egipto como en Mesopotamia. Se derretía el dióxido de silicio a unos 2.000 grados en hornos para después darle forma con una serie de técnicas. Esa ha sido la base sobre la que se ha erigido la construcción de cristal hasta nuestros días, perfeccionando y mejorando la técnica. Por ejemplo, el cristal de un coche de hoy día puede ser tanto templado como laminado, además de contar con tratamientos químicos para mejorar su resistencia frente a impactos. También incorporan un tintado para proteger de rayos UVA a los ocupantes del vehículo.

Pero, ¿y si la tecnología permite dar una vuelta de tuerca a la fabricación de cristal? En 2017 se inició un experimento relacionado con ello en la Universidad Albert Ludwig en Friburgo, liderado por el ingeniero Frederik Kotz. Consistía en la modificación de una impresora 3D para que, en vez de imprimir piezas de plástico o metal, fuese capaz de forjar cristal.

¿Una impresora 3D de cristal?

En primer lugar, este equipo de científicos creó un polvo especial mezclando polímeros con nanopartículas de silicio. Este polímero puede ser tratado con luz ultravioleta. Primero se imprimen las formas deseadas y después se cura el polímero con luz ultravioleta para que mantenga la forma. Entonces es cuando esa mezcla se coloca en el horno para quemar el polímero y que las partículas de silicio se fusionen. De esta manera, el silicio forma una estructura continua de cristal, según relata el medio Science. La idea funcionó y pronto utilizaron este proceso para crear pequeñas piezas de cristal.

Pronto, diversas compañías se pusieron en contacto para que este proceso se utilizara para diferente equipamiento, como lentes para gafas u otros componentes complejos. El problema es que es un procedimiento más artesanal que industrial, al menos por el momento. Es decir, solo podían fabricar estas piezas una a una.

Para solucionar este problema, el equipo liderado por Kotz ha añadido al proceso el moldeado por inyección, algo utilizado para fabricar juguetes a gran escala. El silicio se mezcla aquí con dos tipos de polímeros diferentes para crear una pasta, que al pasarse por una extrusora con un molde, le da la forma deseada. Lo que se obtiene al final, según Kotz, es un cristal de silicio como los que estamos acostumbrados a ver.

¿Aplicación a cristalería del automóvil?

La posibilidad de utilizar procesos similares a los de una impresora 3D, cuanto menos, da que pensar. La fabricación de cristales y poder jugar con las formas podría dar lugar a estructuras de cristal diferentes de las vistas hasta ahora en automóviles. Es un cristal estable a altas temperaturas y con una gran transparencia, por lo que tiene potencial para muchos usos.

Por ahora, este tipo de procedimiento puede ser útil en cristales para diagnósticos o paquetes para farmacéuticas. Incluso superficies bacheadas que mejoren la eficiencia de las placas solares, algo que se quiere incorporar en los techos de los coches. En particular de coches electrificados, de modo que puedan reutilizar la electricidad obtenida para su propulsión.

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