Optik: US-Forschern gelingt Durchbruch beim 3D-Druck von transparentem Glas

US-Wissenschaftler des Unternehmens Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) haben eigenen Angaben zufolge einen Durchbruch bei der dem 3D-Druck von transparentem Glas erzielt. Profitieren sollen davon Optik-Unternehmen.

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Lawrence Livermoore National Laboratory LogoGlas aus dem 3D-Drucker ist nicht immer transparent, da bei gängigen Methoden Glasfäden extrudiert werden oder Glaspulver gesintert wird. Das führt zu porösen und ungleichmäßigen Strukturen, die die Anforderungen für optische Anwendungen nicht erfüllen. Da Lawrence Livermoore National Laboratory (LNLL) verfolgte einen anderen Ansatz, bei dem der 3D-Druck bei Raumtemperatur stattfindet und die Tinte aus konzentrierten Suspensionen von Siliciumdioxidpartikeln mit hohen Fließeigenschaften erzeugt wird. Nach dem direkten Druckvorgang folgt eine thermische Behandlung, um die Drucklinien zu entfernen und das Material zu verdichten, beschreibt das LLNL in einem Artikel.

optische Linse aus dem 3D-Drucker
optische Linse (Bild © Lawrence Livermoore National Laboratory).

Mit dieser Technik wäre es möglich Linsen mit verschiedenen Brechungsmerkmalen herzustellen, die einfacher zu bearbeiten sind. Bisher benötigte man spezielle Formen und Oberflächen, die sich schlecht polieren ließen. Nun könnten die Linsen eine flache Oberfläche bekommen, da schon beim Drucken die Merkmale eingearbeitet werden.

Die traditionelle Optik soll dabei nicht ersetzt werden, sondern neue Anwendungen und Komponenten dem Markt zur Verfügung stellen. Dabei sollen auch Kosten, Gewicht und Größe geringer werden.

Forschungsteam
Rebecca Dylla-Spears und Du Nguyen aus dem Forschungsteam (Bild © Lawrence Livermoore National Laboratory).

Eine weitere Anwendung ist zum Beispiel in der Mikrofluidik möglich, also der Wissenschaft vom Verhalten von Flüssigkeiten und Gasen auf kleinstem Raum. Glas ist hier ein bevorzugtes Material, da es hervorragende Eigenschaften, wie Transparenz, chemische Beständigkeit, mechanische Eigenschaften und Anpassungspotential in Bezug auf Oberflächenchemie und Funktionalität besitzt. Das Bearbeiten und ätzen von mikrofluiden Geräten (aus Glas) kann durch den 3D-Druck vereinfacht werden, so die Wissenschaftler.

Der nächste Schritt der Forscher wird die Erstellung von hochwertigen Optik- und Gradientenindex-Linsen sein. Um die genaue Zusammensetzung der Linsen zu erreichen wird noch weitere Forschung benötigt. Weitere Details können in dem Forschungspaper „3D-Printed Transparent Glass“ nachgelesen werden.

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