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Processo per la produzione di ceramiche trasparenti

Additive Manufacturingceramica trasperentedrogantepolicristallostereolitografia

Introduzione

L’invenzione si riferisce ad un processo per la produzione di materiali ceramici trasparenti con una composizione variabile in 3-dimensioni (3D) e con forme complesse; l’invenzione si riferisce anche a componenti ceramici trasparenti drogati utilizzabili come mezzi di guadagno laser, scintillatori e per l’illuminazione.

Caratteristiche Tecniche

L’invenzione descrive un processo per ottenere componenti ceramici trasparenti a base di granato di ittrio e alluminio Y3Al5O12 (YAG) drogato e non drogato con ioni di terre rare e dei metalli di transizione. Il processo è basato su una tecnologia di additive manufacturing, la stereolitografia, e permette di ottenere, a partire da un disegno CAD, materiali ceramici trasparenti a base di YAG con composizione e distribuzione dei droganti variabili nelle 3 dimensioni, forme complesse, e con un completo controllo della forma e della composizione. La distribuzione complessa e controllata degli ioni droganti e la loro forma consentono di modulare e mettere a punto le proprietà dei componenti per le applicazioni come mezzi di guadagno laser, scintillatori e nell’illuminazione.
L’invenzione riguarda anche tutte le fasi di lavorazione necessarie per ottenere i componenti finali, ovvero la selezione delle polveri di partenza e degli additivi organici reciprocamente compatibili e idonei alla stereolitografia, i trattamenti di calcinazione e sinterizzazione.
Le dimensioni minime dei componenti ottenibili con l’invenzione sono 0.5 x 0.5 x 0.5 mm.
Le dimensioni massime dei componenti ottenibili con l’invenzione sono 100 x 100 x 9 mm.

Possibili Applicazioni

  • Mezzi attivi laser;
  • Guide d’onda con geometrie e interconnessioni complesse per telecomunicazioni ed elaborazione ottica;
  • Rilevatori di radiazioni ionizzanti ad alta risoluzione;
  • Convertitori di luce per fari laser.

Vantaggi

  • Componenti near-net-shape, con risparmio di costi ed energia del 30%, riduzione del 20% degli scarti e di limitare notevolmente la post-lavorazione;
  • Scalabilità industriale;
  • Controllo più preciso e un maggior grado di libertà nella composizione e distribuzione del drogante e nella geometria.