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Monday, 18 Dicembre 2017
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Ceramica e vetro sottilissimi, indistruttibili e flessibili

Sono spessi solo due volte più di un capello, o circa 100 μm: questo è il livello di sottigliezza degli strati ceramici trasparenti, antigraffio e malleabili del futuro, volti a proteggere i dispositivi elettronici portatili. È dal mese di marzo che i metodi e le catene
di processo necessari a produrre questo materiale sono in corso di sviluppo al Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT, come parte di un progetto di ricerca della durata di tre anni chiamato CeGlaFlex.

di Eduardo Loks

Novembre-Dicembre 2017

I prodotti di elettronica mobile, indipendentemente dal fatto che si parli di cellulari, tablet o misuratori di pressione sanguigna, dipendono dalla qualità dei loro display touch screen. In sintonia con la tendenza attuale - che esige dei dispositivi intelligenti progettati sempre più individualmente - questi display non dovrebbero essere solo antigraffio, indistruttibili e chimicamente stabili, ma anche molto facili da modellare. Tuttavia, questo crea un dilemma per i produttori. “Il vetro temperato non possiede la flessibilità di design necessaria, mentre la plastica malleabile si graffia facilmente,” ci spiega Christian Kalupka, esperto di laser ultraveloci a Fraunhofer ILT. “La ceramica trasparente offre una valida alternativa. Ma anche se possiede le proprietà desiderate, non è ancora disponibile nelle dimensioni richieste e, soprattutto, manca di metodi di lavorazione appropriati”.

Un’occhiata a tutta la catena di processo
Queste motivazioni sono state sufficienti perché, nel mese di marzo, il Fraunhofer-Gesellschaft iniziasse un progetto di ricerca interno denominato CeGlaFlex (catena di processo per elementi di controllo e visualizzazione basati su vetro e ceramica malleabili). Questo progetto comporta una ricerca strategica pre-competitiva orientata verso il mercato (MaVo) per sviluppare una serie di tecniche e catene di processo. I suoi obiettivi sono:
Produrre delle ceramiche e dei laminati per la visualizzazione estremamente sottili, e quindi malleabili e trasparenti.
Trovare un metodo di lavorazione per i composti trasparenti in ceramica e vetro sottile, in modo che possano essere rimodellati in termini di spazio senza danneggiare le funzioni del materiale.
Produrre degli elementi integrati di controllo e visualizzazione su dei substrati malleabili in composti di ceramica/vetro.
Il progetto MaVo sta attuando l’intera catena di processo all’interno di cinque istituti Fraunhofer.
Il Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS di Dresda sta sviluppando una ceramica sottile e altamente trasparente. Ad Aachen, il Fraunhofer Institute for Production Technology IPT sta lavorando su una serie di processi per ottenere una finitura meccanica precisa (levigatura, lucidatura) delle superfici e dei bordi di ceramica e vetro trasparenti e sottili, mentre il vicino Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT si concentra sulle lavorazioni laser personalizzate (lucidatura, strutturazione, separazione). Ad Halle (vicino a Leipzig), il Fraunhofer Institute for Microstructure of Materials and Systems IMWS sta invece sviluppando dei metodi di prova per i materiali, molto importanti per valutare la qualità dei componenti. L’implementazione definitiva del processo si svolge invece al Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma Technology FEP di Dresda, dove vengono costruiti dei dimostratori commercializzabili.

Un grande potenziale di mercato
Kalupka è ottimista per quanto riguarda il futuro del progetto. “Grazie alle tecnologie sviluppate durante questo progetto congiunto, in futuro si potrà utilizzare la ceramica sottilissima per produrre dei display flessibili e indistruttibili per prodotti di elettronica mobile. Sono certo che questi materiali svolgeranno un ruolo importante nel successo di molto dispositivi mobili intelligenti”.

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