Revolutionäres Glasdruckverfahren ermöglicht kleinstes 3D-gedrucktes Weinglas der Welt

Heute präsentieren wir Ihnen einen weiteren Artikel aus unserer neuen Sommer-Rubrik #3DSommer. Den ganzen Sommer über stellen wir Ihnen jeden Freitag interessante Projekte rund um die additive Fertigung vor und berichten über sommerliche 3D-gedruckte Konsumgüter und Entwicklungen! Nach den außergewöhnlichen 3D-gedruckten Sneakern von Zellerfeld und Moncler und der 3D-gedruckten Luxusuhr von Panerai, geht es nun mit dem kleinsten 3D-gedruckten Weinglas der Welt weiter.

Dank einer bemerkenswerten technologischen Leistung ist es Forschern der Royal Institute of Technology (KTH) gelungen, das kleinste Weinglas der Welt in 3D zu drucken. Dieses winzige Glas, dessen Rand dünner als ein menschliches Haar ist, dient als Demonstration einer bahnbrechenden neuen Technik für die Verwendung von Quarzglasstrukturen in verschiedenen Anwendungen. Die Entwicklung dieser vereinfachten Methode für den 3D-Druck von Quarzglas eröffnet eine Reihe von Möglichkeiten in Bereichen wie Telekommunikation, Robotik und Glasfasernetzen.

Bei der traditionellen Herstellung von Quarzglas wird ein Hochtemperaturverfahren angewandt, bei dem sich Schicht für Schicht winzige Glaspartikel auf einer wachsenden Oberfläche ablagern. (Bild: Corning)

Quarzglas, das durch Verschmelzen von reinem Siliziumdioxid bei hohen Temperaturen hergestellt wird, ist für seine Klarheit und Stärke bekannt. Es hat vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, darunter maßgeschneiderte Linsen für medizinische Geräte, die in der minimalinvasiven Chirurgie eingesetzt werden, und Mikroroboter, die in der Lage sind, in extremen Umgebungen zu navigieren. Außerdem wird es in Filtern und Kopplern für Glasfasernetze verwendet.

Normalerweise sind für die Herstellung von Quarzglasstrukturen stundenlange, extreme Hitzebehandlungen erforderlich, die mehrere hundert Grad erreichen. Mit dieser neuen bahnbrechenden Technik ist eine solche Wärmebehandlung jedoch nicht mehr erforderlich, so dass die für den Druck erforderliche Energie drastisch reduziert werden kann. Dank dieses innovativen Ansatzes kann das Glas bei verschiedenen Anwendungen extremer Hitze standhalten.

Einer der Hauptvorteile dieser Technik ist die Möglichkeit, Quarzglas mit handelsüblichen Materialien herzustellen. Durch den Wegfall der Abhängigkeit von der thermischen Behandlung wird die Methode vielseitiger und kann in verschiedenen Anwendungsszenarien eingesetzt werden. Auch wenn noch Optimierungen für spezifische Anwendungen erforderlich sind, sind die Forscher der Ansicht, dass ihre Methode einen bedeutenden Durchbruch im 3D-Glasdruck darstellt.

Der Rand des Glases ist kleiner als die Breite eines menschlichen Haares (Bild: KTH Royal Institute of Technology, iStock)

Die Forscher haben nicht nur erfolgreich das kleinste Weinglas der Welt gedruckt, sondern auch den Druck eines Glasfaserfilters direkt auf die Spitze einer optischen Faser, die so dünn wie ein menschliches Haar ist, demonstriert. Diese Entwicklung hat weitreichende Auswirkungen, insbesondere im Bereich der Telekommunikation, wo Glasfasern das Fundament des Internets bilden. Die Möglichkeit, Filter und Koppler mit dieser Technik in 3D zu drucken, eröffnet neue Möglichkeiten zur Verbesserung und Erweiterung von Glasfasernetzen. Doch die potenziellen Anwendungen dieses Durchbruchs gehen über die Telekommunikation hinaus. Die Forscher planen, mit dieser Technik auch maßgeschneiderte Linsen für medizinische Geräte und Mikroroboter herzustellen. Die Beschichtung der 3D-gedruckten Mikrostrukturen mit Nanodiamanten oder eisenhaltigen Nanopartikeln könnte ihre Eigenschaften für Anwendungen in der hybriden Quantenphotonik-Integration oder für magnetisch gesteuerte Bewegungsabläufe weiter verbessern.

Po-Han Huang, Doktorand an der KTH und Hauptautor der Studie, erklärt: „Auch wenn unsere Methode für verschiedene Anwendungen noch optimiert werden muss, glauben wir, dass unsere Methode einen wichtigen und notwendigen Durchbruch für den 3D-Glasdruck in der Praxis darstellt.“

Durch die Verringerung des Energiebedarfs und den Wegfall der Wärmebehandlung ebnet dieser Durchbruch den Weg für eine Zukunft, in der komplexe Quarzglasstrukturen effizient und präzise gedruckt werden können, was eine neue Ära von Möglichkeiten in verschiedenen Branchen eröffnet. Für weitere Informationen klicken Sie HIER.

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*Titelbildnachweis: KTH Royal Institute of Technology