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MIT-Forscher 3D-drucken jetzt Glas

Während der Gedanke an eine Maschine, die endlose Seile aus geschmolzenem Glas herausspritzen kann, ein wenig beängstigend ist, haben die Leute am MIT den Prozess fast perfektioniert. In einem in 3D Printing and Additive Manufacturing veröffentlichten Artikel beschreiben die Forscher Chikara Inamura, Michael Stern, Daniel Lizardo, Peter Houk und Neri Oxman ein System für 3D-Druckglas, das weitaus mehr Kontrolle über das heiße Material und das Endprodukt bietet.

Ihr System mit dem Namen G3DP2 „ist eine neue AM-Plattform für geschmolzenes Glas, die ein digital integriertes Drei-Zonen-Temperaturregelsystem mit einem vierachsigen Bewegungssteuerungssystem kombiniert und Produktionskapazitäten im industriellen Maßstab mit verbesserter Produktionsrate und Zuverlässigkeit bei gleichzeitiger Gewährleistung der Produktgenauigkeit und -qualität bietet Wiederholgenauigkeit, alles bisher für Glas unerreichbar.“

Foto: libertpub

Das System verwendet eine geschlossene, beheizte Box, in der das geschmolzene Glas untergebracht ist, und eine weitere thermisch kontrollierte Box, in der das Objekt gedruckt wird. Eine bewegliche Platte lässt das Objekt beim Drucken absenken und der Druckkopf bewegt sich darüber. Das System ist interessant, weil es tatsächlich klare Glasstrukturen erzeugt, die für Dekoration oder Gebäude verwendet werden können. Die Forscher achten besonders darauf, das Glasextrusionssystem so zu steuern, dass es abkühlt und kristallisiert, ohne dass Verunreinigungen oder strukturelle Probleme eingespritzt werden.

Foto: libertpub

In der Zusammenfassung der Arbeit wurde folgendes Festgehalten

„Glas ist spröde, anfällig für Spannungskonzentrationen und wird oft als zerbrechlich angesehen und sogar als Material für strukturelle Anwendungen vermieden. AM wächst in Forschung und Anwendung exponentiell, lässt jedoch viele Fragen zu den strukturellen Anwendungen unbeantwortet. An der Schnittstelle dieser Herausforderungen wurde ein Archetyp für die Gebäudestruktur – die Kolonne – ausgewählt, um Forschungsziele und -anforderungen für die Entwicklung unserer neuen Plattform festzulegen und um die Herausforderungen und Fähigkeiten zu demonstrieren.“

„Wenn wir die Vorteile dieser AM-Technologie mit der Vielzahl einzigartiger Materialeigenschaften von Glas wie Transparenz, Festigkeit und chemischer Stabilität kombinieren, sehen wir in der Zukunft möglicherweise neue Archetypen multifunktionaler Bausteine. Transparente und hohle Glasrohre fungieren gleichzeitig als Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem (HVAC) und fungieren gleichzeitig als Gebäude- und Gefäßsystemen im Gebäudebereich, durch die synthetische und biologische Medien zirkulieren und auf einfallendes Sonnenlicht und die Umgebung reagieren Temperatur, die das Gebäude passiv reguliert und dabei den Innenraum wie ein dynamisches Buntglas beleuchtet – die grundlegende Verschiebung des Begriffs Glas in der Architektur von der menschlichen Mitte zur Symbiose zwischen menschlichem, unmenschlichem und gebauter Umgebung.“

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