Ein neuer Ansatz Glas mittels 3D-Drucker zu verarbeiten

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Glas Front 300x200 - Ein neuer Ansatz Glas mittels 3D-Drucker zu verarbeiten
Foto: Markus Breig, KIT
Glas ist aus mehreren Gründen ein hoch geschätztes Konstruktionsmaterial. Während die Verbraucher fühlen können, dass es eine ziemlich zerbrechliche Substanz ist, zeigt sie Hitzebeständigkeit, chemische Beständigkeit und ist oft optisch transparent. Abhängig von der Anwendung könnte Glas das beste Material für den Job sein.

3D-gedruckte Glasgeräte können Sie nicht einfach von der Stange kaufen. Es gab in der Vergangenheit einige Experimente mit 3D-gedrucktem Glas, die dazu neigten, komplexe Systeme zu sein, bei denen überhitztes, dickes, pastenartiges Glas bei langsamer Geschwindigkeit durch eine sehr grobe Düse extrudiert wurde. Die resultierenden Objekte waren in der Geometrie ziemlich begrenzt, da Glas dazu neigt abzusacken, wenn Überhänge entstehen, und die Extrusionsbreite zu groß war, um fein detaillierte Objekte zu ermöglichen.

Das sind keine guten Nachrichten für diejenigen, die auf Glas hoffen. Die neue Forschung des Institute of Technology in Karlsruhe könnte jedoch darauf hindeuten, dass Glasmaterial in 3D-Druckanwendungen effektiv genutzt werden kann.

Wie es gemacht wird

Der Prozess wirkt eigentlich vertraut: Mischen Sie ein flüssiges Photopolymerharz mit einem anderen Material. In diesem Fall besteht das andere Material aus Glasteilchen. Die Forscher stellten ein Verhältnis von Glas zu Polymer von 60 bis 40% her.
Dieses Polymer wurde dann UV-Licht ausgesetzt, worauf es sich verfestigte. Das resultierende Objekt war erwartungsgemäß nur 60% Glas, was sie „Glassomer“ nennen.

Glas 2 300x202 - Ein neuer Ansatz Glas mittels 3D-Drucker zu verarbeiten
Foto: Markus Breig, KIT
Angeblich kann dieser „Glassomer“ wie ein konventionelles Polymer in CNC-Maschinen gefräst, gedreht, laserbearbeitet oder anderweitig bearbeitet werden. In einem Nachbearbeitungsschritt wird das Objekt in einem auf 500°C aufgeheizten Ofen platziert, in dem das verbleibende Polymer ausgebrannt und ein nahezu reines Glasobjekt zurückgelassen wird. Dieser Prozess ermöglicht es, brauchbare optische Linsen zu erzeugen.

Eine mögliche Zukunft

Was nicht erwähnt wird ist, ob dieses Material in 3D-Druckern verwendet werden könnte, die ebenso flüssige Polymere und UV-Licht verwenden, um Objekte herzustellen.

Es scheint noch, dass dieses Glassomer-Material am ehesten in 3D-Druckern, welche mit Harzen arbeiten, verwendet werden könnte, wenn man mit den Druckparametern experimentiert. Auf den ersten Blick scheint sich kein Grund zu finden, warum dies nicht funktionieren sollte.
Falls dies der Fall ist, könnte man den Nachbearbeitungsschritt in Betracht ziehen, um vollständig Glasobjekte zu erzeugen, die ausreichend rein sind, um in optischen Anwendungen verwendet zu werden.