Forscher drucken Glas mit einem SLA-Drucker
Die Art der Glasherstellung hat sich seit der Entdeckung vor 5000 Jahren unzählige Male verändert und verbessert. Die Hauptprozesse bei der Glasherstellung sind jedoch noch geblieben. Sand und Minerale werden vermengt und bei hohen Temperaturen zum Schmelzen gebracht. Je nach gewünschtem Objekt werden entweder Gefäße geblasen oder Fenstergläser in Metallformen gegossen, bis sich das Glas in seinen transparenten Zustand abgekühlt hat. Einen ersten Erfolg mit dem 3D-Druck von Glas kann Micron3D verbuchen, die einen Drucker entwickelten, der mit dem FDM-Verfahren Schichtdicken bis zu 100 µm fein herstellen kann. Forscher der Uni Karlsruhe machen diesem Gerät Konkurrenz, in einer kürzlich veröffentlichten Studie stellen sie eine neue Technologie vor.
Glasfragment von Micron3DP
Der 3D-Druck mit Glas ist im Allgemeinen noch weitestgehend unerforscht, da die Schmelztemperatur bei ca. 1.300 °C liegt, was einen FDM-Prozess ziemlich schwierig gestaltet. Die Verantwortlichen der Uni Karlsruhe haben dieses Problem clever umgangen und ganz darauf verzichtet, geschmolzenes Glas aufeinanderzuschichten.
Im Zentrum dieses Verfahrens ist die Stereolithografie, mit der ein Photopolymer unter der Verwendung eines Lasers aushärtet. Um nun auch aus Glas ein 3D-Objekt herzustellen, nutzen die Forscher ein Kompositmaterial aus Photopolymer und Glaspulver, das unter sich bei Umgebungstemperatur verfestigt (selbstverständlich durch das Einwirken von Licht). In einem zweiten Prozess muss das Polymer ausgeschmolzen werden, und hier kommen die hohen Temperaturen ins Spiel. Ein industrieller Hochtemperaturofen erhitzt das Teil auf 1.300 °C und beseitigt zum einen das Polymer, zum anderen fusioniert (oder sintert) er das Glas zusammen.
Laut den Wissenschaftlern bringt diese Entwicklung einen entscheidenden Vorteil mit sich: Im Vergleich zu Micron3D ist es nun möglich, jeden herkömmlichen SLA-Drucker dazu zu verwenden. Allerdings ist auch ein entsprechender Ofen notwendig, der mit Sicherheit etwas schwieriger zu finden ist als der Drucker. Nichtsdestotrotz war die Studie ein Erfolg, auch im Hinblick auf die Präzision der Bauteile. Eine kleine Brezel, ein Schloss und eine Honigwabe demonstrieren die Genauigkeit von bis zu einem Zehntel Mikrometer, und dieser wird nur durch den SLA-Drucker selbst beschränkt. Ein weiteres Feature ist die Möglichkeit, mit dem Hinzufügen von Metallsalzen verschiedene Farben drucken zu können.
Momentan befindet sich das Projekt noch in einem Status der Forschung, die Technologie ist aber für den Wissenschaftler Bastian Rapp so vielversprechend, dass er kurzerhand ein Unternehmen gegründet hat, um sie noch in diesem Jahr zu vermarkten.
Weitere Infos zu diesem Thema lesen sie in der offiziellen Studie.
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