Objetos de vidro são fabricados por injeção, como um plástico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/04/2021

Peças de vidro de formatos complexos fabricadas por injeção.
[Imagem: Neptun Lab/University of Freiburg]

Extrusão de vidro

O vidro está por todos os lados, desde produtos de alta tecnologia nas áreas de óptica, telecomunicações, química e medicina, até objetos do dia a dia, como janelas e garrafas.

No entanto, a fabricação de qualquer coisa de vidro é 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 alemães desenvolveram um processo que torna possível fazer peças de vidro de qualquer formato usando a conhecida moldagem por injeção, que hoje é a técnica padrão para fabricar peças de plásticos, mas que ninguém havia conseguido até agora adaptar para a fabricação de peças de vidro transparente.

"Durante décadas, o vidro foi muitas vezes a segunda escolha quando se trata de materiais nos processos de manufatura porque sua conformação é muito complicada, consome muita energia e é inadequada para a produção de estruturas de alta resolução. Os polímeros, por outro lado, permitem tudo isso, mas suas propriedades físicas, ópticas, químicas e térmicas são inferiores às do vidro. Como resultado, nós combinamos o processamento dos polímeros e do vidro. Nosso processo nos permitirá substituir de forma rápida e econômica tanto produtos fabricados em massa quanto estruturas e componentes complexos de plástico por vidro," disse o professor Bastian Rapp, da Universidade de Freiburg.

Moldagem por injeção de vidro

A nova tecnologia de moldagem por injeção de vidro parte de um granulado especial - pequenas esferas de vidro puro - que são moldadas em uma extrusora a apenas 130 °C, saindo já no formato definitivo, mas com um aspecto translúcido.

Esses componentes moldados por injeção são então convertidos em vidro transparente por um processo de tratamento térmico chamado sinterização, 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 redução de custos e melhor eficiência energética.

O resultado são peças de geometrias complexas de vidro puro transparente.

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

As peças saem da extrusão parecidas com plástico, 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. Além da transparência, o coeficiente de expansão muito baixo do vidro de quartzo também torna a tecnologia interessante. Os sensores e a óptica funcionam de forma confiável em qualquer temperatura se os componentes principais forem feitos de vidro. Também pudemos mostrar que revestimentos feitos com o vidro micro-óptico podem aumentar a eficiência das células solares.

"Essa tecnologia agora pode ser usada para produzir revestimentos de alta tecnologia com boa relação custo-benefício e alta estabilidade térmica. Há várias oportunidades comerciais para isso," afirmou o professor Frederik Kotz.

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