Französische Forscher 3D-Drucken erfolgreich hochauflösendes optische Glas

Forscher des ICMCB-CNRS-Labors und der Universität Bordeaux haben ein Verfahren zum 3D-Drucken von Phosphatglas mittels FDM-Technologie entwickelt.

Indem sie das Glasfilament zunächst mit Hilfe eines Faserziehturms zogen, konnten die Forscher komplexe Geometrien extrudieren und gleichzeitig die Photolumineszenz-Eigenschaften des Materials beibehalten. Das Team glaubt, dass sein direkter Ansatz zur Herstellung des transparenten Glases die Möglichkeit modernster optischer Komponenten und neuer biomedizinischer Geräte eröffnet.

Die erste Stufe der Studie umfasste die Entwicklung des Basisphosphatglasfilaments. Das Material wurde speziell in einem Platintiegel bei 800°C hergestellt, bevor es zu einem 1,9 mm dicken Stab gezogen wurde. Aufgrund der ungewöhnlich hohen Temperaturen, die zum Schmelzen und Extrudieren des Phosphatglases erforderlich sind, musste das Team einen Prusa i3-Klon der Einstiegsklasse mit einem maßgeschneiderten Hotend und Druckbett ausrüsten. Mit einigen umfangreichen Modifikationen konnte der Drucker schließlich die 470°C Düsen- und 320°C Betttemperatur erreichen, die für die Durchführung des Experiments erforderlich waren.

Durch die Untersuchung einer Reihe von Druckparametern in der Studie gelang es dem Team, eine unglaublich hohe Dichte von 99,98% zu erreichen und unerwünschte Lichtstreuung innerhalb des Teils zu vermeiden. Eine vollständige systematische mikrostrukturelle Charakterisierung wurde mit REM-Bildern und Röntgentomographie durchgeführt, wobei Schichtdicken im Bereich von 100 Mikrometern und Linienbreiten von etwa 600 Mikrometern festgestellt wurden. Das Team fand auch eine Korrelation zwischen der Qualität des Interline-Bondens und der Lichtdurchlässigkeit.

Die komplette Studie, die unter dem Titel “Direct 3D-printing of phosphate glass by fused deposition modeling” veröffentlicht wurde, kann hier nachgelesen werden.