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Additive Manufacturing

Glas etabliert sich als 3D-Werkstoff

Angesichts regelmäßiger Innovationen und starkem Wachstum im Bereich der additiven Fertigung von Metall- und Kunststoffkomponenten soll künftig auch Glas hochgenau in 3D gedruckt werden.

23.11.2017
Marie-Lucine Tapyuli
münze aus liquid glass
Glas etabliert sich als 3D-Werkstoff

Der industrielle 3D-Druck spielt in der künftigen Smart Factory eine Schlüsselrolle; er zählt zu den Treibern der digitalen Fabrik. Die bekannten Verfahren der additiven Fertigung (AM) sind so ausgereift, dass sich nicht nur Prototypen, sondern auch individualisierte Komponenten und Einzelteile kosteneffizient herstellen lassen. Derzeit beschäftigen sich Forscher intensiv mit der Entwicklung neuer Materialien sowie der Anpassung an lasergestützte Produktionsverfahren.

Beispielsweise hat man am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Glas für die additive Fertigung nutzen lässt; ihr True3DGlass konnten die Forscher bereits auf der Hannover Messe 2017 vorstellen. Bei dieser Technologie werden Nanopartikel von hochreinem Quarzglas mit einer geringen Menge flüssigem Kunststoff gemischt und mittels Stereolithografie an bestimmten Stellen ausgehärtet. Was flüssig geblieben ist, wird ausgewaschen; übrig bleibt die gewünschte Struktur. Der darin noch eingemischte Kunststoff wird dann durch Erhitzen entfernt. Diese gläsernen Strukturen weisen bei Abmessungen im Bereich mehrerer Zentimeter Auflösungen von wenigen Mikrometern auf.

Schon zuvor hat das MIT einen ersten 3D-Drucker für Additive Manufacturing of Optically Transparent Glass vorgestellt. Dieses Verfahren funktioniert nach dem Prinzip der Schmelzschichtung (FDM), allerdings muss die Temperatur bei Glas deutlich höher sein: etwa 1000 °C. Nach derselben Methode arbeiten auch die Geräte von Micron3DP . Die Schwierigkeiten bei der Abkühlung hat man offenbar am Lawrence Livermoore National Laboratory (LNLL) bereits in den Griff bekommen.

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