Objetos de vidro so fabricados por injeo, como um plstico

Materiais Avanados

Redação do Site Inovação Tecnológica – 14/04/2021

Extruso de vidro

O vidro est por todos os lados, desde produtos de alta tecnologia nas reas de ptica, telecomunicaes, qumica e medicina, at objetos do dia a dia, como janelas e garrafas.

No entanto, a fabricao de qualquer coisa de vidro feita ou por processo seculares, fortemente limitados em termos de formas que podem ser produzidas, ou por processos tecnologicamente exigentes, que consomem muita energia e igualmente limitados.

Agora, pela primeira vez, pesquisadores alemes desenvolveram um processo que torna possvel fazer peas de vidro de qualquer formato usando a conhecida moldagem por injeo, que hoje a tcnica padro para fabricar peas de plsticos, mas que ningum havia conseguido at agora adaptar para a fabricao de peas de vidro transparente.

“Durante dcadas, o vidro foi muitas vezes a segunda escolha quando se trata de materiais nos processos de manufatura porque sua conformao muito complicada, consome muita energia e inadequada para a produo de estruturas de alta resoluo. Os polmeros, por outro lado, permitem tudo isso, mas suas propriedades fsicas, pticas, qumicas e trmicas so inferiores s do vidro. Como resultado, ns combinamos o processamento dos polmeros e do vidro. Nosso processo nos permitir substituir de forma rpida e econmica tanto produtos fabricados em massa quanto estruturas e componentes complexos de plstico por vidro,” disse o professor Bastian Rapp, da Universidade de Freiburg.

Moldagem por injeo de vidro

A nova tecnologia de moldagem por injeo de vidro parte de um granulado especial – pequenas esferas de vidro puro – que so moldadas em uma extrusora a apenas 130 C, saindo j no formato definitivo, mas com um aspecto translcido.

Esses componentes moldados por injeo so ento convertidos em vidro transparente por um processo de tratamento trmico chamado sinterizao, a 1.300 C – no processo atual, o vidro precisa ser derretido a cerca de 2.000 C, de forma que o novo processo apresenta uma forte reduo de custos e melhor eficincia energtica.

O resultado so peas de geometrias complexas de vidro puro transparente.

Os componentes de vidro fabricados pela linha de montagem da equipe – ainda em escala de laboratrio – apresentam uma alta qualidade superficial, dispensando etapas de ps-tratamento, como polimento.

As peas saem da extruso parecidas com plstico, mesmo sendo de vidro puro – elas ficam transparentes depois de sinterizadas.
[Imagem: Markus Mader et al. – 10.1126/science.abf1537]

Oportunidades comerciais

“Vemos um grande potencial, especialmente para pequenos componentes de vidro de alta tecnologia, com geometrias complicadas. Alm da transparncia, o coeficiente de expanso muito baixo do vidro de quartzo tambm torna a tecnologia interessante. Os sensores e a ptica funcionam de forma confivel em qualquer temperatura se os componentes principais forem feitos de vidro. Tambm pudemos mostrar que revestimentos feitos com o vidro micro-ptico podem aumentar a eficincia das clulas solares.

“Essa tecnologia agora pode ser usada para produzir revestimentos de alta tecnologia com boa relao custo-benefcio e alta estabilidade trmica. H vrias oportunidades comerciais para isso,” afirmou o professor Frederik Kotz.

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