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Innovative Techniken – Glas 3D Druck am KIT

Innovative Fertigung

Wissenschaftler an der KIT haben einen Prozess für den 3D Druck von Glas entwickelt: Stereolithographie mit Nanopartikeln von hochreinem Quarzglas.

Um die additive Fertigung auch in industriellem Maßstab für die Erstellung hochkomplexer Glasbauteile zu verwenden, hat ein Forscherteam um Dr. Bastian E. Rapp seit 2014 am KIT in Karlsruhe einen 3D Druckprozess für die Herstellung kleiner Serien mit komplexen Bauteilgeometrien auf Basis der Stereolithographie entwickelt.

Dazu haben die Forscher dem flüssigen Kunstharz Nanopartikel von hochreinem Quarzglas beigemischt. Unter Einfluss von Licht wird dieses schichtweise ausgehärtet. Flüssig gebliebenes Material wird in einem Lösungsmittelbad herausgewaschen, so bleibt nur die gewünschte, ausgehärtete Struktur bestehen. Im Anschluss an den Druckvorgang wird das Harz in einer sich anschließenden Wärmebehandlung ausgetrieben, das Bauteil entsteht durch Sintern der Glaspartikel. „Die Form ähnelt zunächst einem Sandkuchen, sie ist zwar geformt, aber instabil, deshalb wird das Glas in einem letzten Schritt gesintert, also so weit erhitzt, dass die Glaspartikel miteinander verschmelzen.“ Die 3D-gedruckten Glasbauteile weisen Auflösungen im Bereich weniger Mikrometer auf. „Die Abmessung der Strukturen kann aber im Bereich mehrerer Zentimeter liegen“, betont Rapp.

Der Einsatz von 3D gedrucktem Glas bietet vielfältige neue Anwendungsmöglichkeiten.

Rapp und sein Team denken an zahlreiche Einsatzgebiete in der Optik, der Datenübertragung und Biotechnologie. „Die übernächste Generation von Computern wird mit Licht rechnen, das erfordert komplizierte Prozessorstrukturen, mit Hilfe der 3D-Technik könnten beispielsweise kleine, komplexe Strukturen aus einer Vielzahl kleinster, unterschiedlich ausgerichteter optischer Komponenten hergestellt werden.“

Updates und interessantes Videomaterial zu den Entwicklungen unter www.glassomer.com.

Glass processing and stereolithography by Glassomer
Quelle: www.glassomer.com/index.php/in-the-media.html
28. Juli 2018

Glass 3D printing technology by MICRON3DP

Glass 3D printing technology based on FFF by MICRON3DP

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