KIT stellt Verfahren für Glas aus dem 3D-Drucker vor

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat ein 3D-Druckverfahren entwickelt mit dem sich Objekte aus Glas mit einem 3D-Drucker drucken lassen. Die Glasobjekte lassen sich für optische, biotechnische, medizinische und informationstechnische Anwendungen drucken. Bislang konnte dies nur mit Kunststoff, Beton und Metall realisiert werden. Allerdings gibt es schon länger unterschiedlichste Bestrebungen beim 3D-Druck von Glas voranzukommen.

Das Forscherteam um den Maschinenbauingenieur Bastian E. Rapp haben Quarzglas zu Pulver zerkleinert und vermischten es mit einem Flüssigkunststoff. Der Brei wurde dünn auf einer Unterlage aufgetragen und an den Positionen, die bestehen bleiben sollen, mit einem Lichtstrahl ausgehärtet. Mit einem Lösungsmittel wurde der flüssig gebliebene Teil der Materie aufgelöst.

Im Anschluss wird das 3Objekt unter Einsatz einer hohen Temperatur gesintert, wobei der Kunststoff verschwindet und zu einer Verbindung der feinen Glaspartikel führt. Die KIT-Forscher präsentieren ihr 3D-Druckverfahren „Three-Dimensional Printing of Transparent Fused Silica Glass“ im Wissenschaftsmagazin „Nature“.

Die gedruckten Glasobjekte erreichten bislang eine Größe im Miktrometerbereich. Laut Rapp können die Abmessungen der Strukturen im Bereich mehrerer Zentimeter liegen und seiner Einschätzung zufolge werden Rechner der übernächsten Generation mit Licht arbeiten. Die Lichtcomputer erfordern komplexe Glasbauteile, um die Rechenoperationen mit den Lichtteilchen verarbeiten zu können. Die Glasbauteile lassen sich dann formgerecht mit einem 3D-Drucker fertigen.

Der 3D-Druck mit Glas ist ein anspruchsvolles Forschungsgebiet, so konnte das Unternehmen Micron3DP einen Glas-3D-Drucker entwickeln, der anspruchsvolle Glasteile drucken kann. Im August 2016 reichten zwei russische Wissenschaftler ein Patent für den 3D-Glasdruck ein, mit dem sich Glasobjekte für den professionellen Einsatz fertigen lassen sollen und die österreichische Glasmanufaktur Stölzle-Oberglas setzt bei der Entwicklung neuer Produkte auf die Unterstützung eines 3D-Druckers.