Digory: Eine Elfenbein Alternative für den 3D-Druck

Elfenbein galt lange Zeit auf Grund seiner Seltenheit als kostbares Material und wurde unter anderem zur Verzierung diverser Kunstobjekte genutzt. Das Material wird aus den Stoß- und Eckzähnen diverser Tierarten gewonnen, allen voran – Asiatischen Elefanten. Um diese zu schützen, ist der Handel mit Elfenbein seit 1989 verboten. Auch ein Verbot des innereuropäischen Handels mit antikem Elfenbein wird von der EU-Kommission angedacht, um kriminellen Machenschaften entgegenzuwirken. Die Technische Universität in Wien hat nun gemeinsam mit der Cubicure GmbH das Material “Digory” entwickelt, welches im SLA 3D-Druck die Restaurierung bestehender Objekte ermöglicht und Elfenbein zum verwechseln ähnlich sein soll. Das Projekt entstand in Kooperation mit der Kunst- und Denkmalpflege der Erzdiözese Wien und dem Wiener Restaurierungsatelier Addison. 

Alternativen für die Restaurierung

Bereits vor mehr als 35.000 Jahren wurde das Elfenbein des Mammuts zum Schnitzen von Figuren verwendet. Das Material wurde im Laufe der Geschichte von einer Vielzahl von Kulturen zur Herstellung und Verzierung von Schmuckstücken eingesetzt und im Christentum vielfach in sakralen Gegenständen verarbeitet. Zur Restaurierung wurden in den letzten Jahren verschiedenste Alternativen aus Muscheln, Knochen oder Kunststoffen verwendet. Darunter fand sich jedoch kein Material, das zu 100% überzeugen konnte. Zudem werden viele dieser Materialien nur in großen Mengen am Markt angeboten und sind deshalb aus ökonomischen Gründen für die Reparaturen von Einzelteilen uninteressant.

Schrein mit Elfenbeinverzierung aus dem 17. Jahrhundert (Bild: Stephan Doleschal)

Ausgangspunkt für das Projekt war ein Schrein aus dem 17. Jahrhundert, welcher sich in einer Kirche im niederösterreichischen Mauerbach (NÖ) befindet. „Er ist mit kleinen Elfenbeinornamenten verziert, von denen im Lauf der Zeit einige verloren gegangen sind. Die Frage war, ob man sie mit 3D-Druck-Technologie ersetzen kann“, so Jürgen Stampfl vom Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnologie der TU Wien.

Digory – Kunstharz mit Kalziumphosphat-Partikeln

Aus einer Zusammenarbeit mit dem TU Spin-off Cubicure geht das Material “Digory” hervor. Für dessen Entwicklung konnte das Team auf seine Expertise mit keramischen Materialien für die Zahntechnik zurückgreifen. Das Digory besteht aus Kunstharz mit Kalziumphosphat-Partikeln sowie Siliziumoxid-Pulver und wird im Stereolithografie-Verfahren an den gewünschten Stellen ausgehärtet. Im Vergleich zu anderen Alternativen, gelingt mit der richtigen Menge an Kalziumphosphat die Herstellung eines lichtdurchlässigen Materials. Eine Eigenschaft, welche Elfenbein auszeichnet und daher für die Ästhetik essentiell ist. 

Zum verwechseln ähnlich: links Elfenbein, rechts Digory; (Bild: TU Wien)

„Mit unseren eigens entwickelten 3D-Druckanlagen verarbeiten wir unterschiedliche Material-Formulierungen für ganz verschiedene Einsatzbereiche, aber dieses Projekt war auch für uns etwas Neues“, sagt Konstanze Seidler von Cubicure. „Es ist jedenfalls ein weiterer Beweis dafür, wie vielfältig die Anwendungsmöglichkeiten der Stereolithographie sind.“ Ein wesentlicher Vorteil in der Anwendung des 3D-Drucks für Restaurierungen sei die Möglichkeit auch feinste Details nachzubilden. Nach dem Druck werden die Teile noch farblich nachbearbeitet, um auch die farblichen Strukturen des Elfenbein zu erhalten. Dazu verwendet das Team ein kostengünstiges und umweltfreundliches Farbmittel – schwarzen Tee. Die Hersteller hoffen, dass sich das Material am Markt als hochwertiger Elfenbeinersatz etablieren wird. 

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*Titelbildnachweis: Erzdiözese Wien