Die beiden russischen Wissenschaftler Anuar Kulmagambetov und Vladimir Bodyakin haben ein Patent für den 3D-Druck mit Glas eingereicht. Wie ein US-Blog berichtet, sollen sich die Glasobjekte, die mit dem additiven Fertigungsverfahren gedruckt werden, auch für den professionellen Einsatz eignen.

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In den letzten Monaten sorgte Russland mit seinen Aktivitäten im 3D-Druck für Aufsehen, was jedoch meist im Zusammenhang mit dem 3D-Metalldruck für Raumfahrt- und Nuklear-Anwendungen oder dem Bioprinting stand. Die beiden Doktoranden Anuar Kulmagambetov und Vladimir Bodyakin bewegen sich mit der Anmeldung eines neuen Patents für eine 3D-Drucklösung für Glas in eine völlig andere Richtung.

Das Patent für den 3D-Druck mit Glas beschreibt eine Lösung mit der Wände und Strukturen aus Glas schichtweise aufgebaut werden können. Der Schwerpunkt besteht in einem kompakten Glasschmelzofen als Extrusionseinheit. Die Forscher planen derzeit ein Pilotprojekt zu starten. Sie sehen für die Bauwirtschaft erhebliche Kosteneinsparungen und umweltfreundliche Möglichkeiten.

Vorteile für die Konstruktion und Gestaltung

3D-Druck mit Glas
3D-Druck mit Glas: Russisches Patent vermeldet Weiterentwicklung beim 3D-Druck mit Glas (Bild © 3ders.org).

Nach ihren Worten ist Glas ein flexibler Baustoff mit einem höheren Nutzwert als Beton. Im Gegensatz zu Beton sei Glas einfacher zu verarbeiten und bietet mehr gestalterische Möglichkeiten, weil es detailgenauere Formen mit dem 3D-Drucker hervorbringt. Geschmolzenes Glas biete eine Viskosität, härtet schnell aus und hat gute Festigungseigenschaften, schwärmt Kulmagmbetov und Bodyakin von dem Feststoff.

Die Wände können sowohl mit niedriger Dichte (Schaumglas) als auch mit einer hohen Dichte von 4000 kg pro Kubikmeter additiv aufgebaut werden. Auch mehrschichtige Glaswände sind mit dem 3D-Druckverfahren möglich und können zusätzlichen Farben, Lichtreflexionen, Wärmeleitfähigkeiten und weitere Eigenschaften beinhalten. Diese Optionen sind seit kurzer Zeit als Innovationen verfügbar, was Baumeistern und Architekten ein hohes Maß an Flexibilität im Bereich der Konstruktion bietet.

Rohstoffe sind reichlich vorhanden

Der Rohstoff für das gedruckte Glas in Form von Silziumsand ist auf der Erde reichlich vorhanden, natürlich und umweltfreundlich. In Kombination mit Natriumbicarbonat, Dolomit, Kalk und anderen additiven Materialien (je nach Anwendung) ist die generative Fertigung mit Glas sehr günstig und anpassungsfähig, berichten die beiden russischen Wissenschaftler. Glas ist sehr resistent gegen Fäulnis, Schimmel und Feuchtigkeit, erfordert sehr wenig Wartung und ist unter besonders energieeffizienten Verfahren herstellbar.

So funktioniert der 3D-Druck mit Glas

Der 3D-Druck mit Glas funktioniert indem die Rohmasse fortlaufend dem Ofen zugeführt wird. Der Ofen ist die Extrusionseinheit des 3D-Druckers, dessen Stromversorgung und Wärmeableitungssysteme ständig mit sich geführt werden. Betrieben werden kann der Ofen vollelektrisch, teilelektrisch oder mit Gas. Die Kapazität des Ofens kann sich auf ein paar Liter bis Kubikmeter belaufen. Ein integrierter Plasmabrenner sorgt für eine Glättung der gedruckten Struktur wie Wände und Böden.

Wie der US-Blog „3ders.org“ berichtet, berichteten die Forscher dass es vorstellbar sei, dass die 3D-Glaswände wegen ihrer isolierenden Wirkung auch als Innenwände für Kühllager eingesetzt werden könnten, was die Kosten des Kühlprozesses reduzieren wird. Der Einsatz der 3D-Glaswände in Krankenhäusern sei ebenfalls vorstellbar, weil Glas leicht mit einer Vielzahl von Lösungen basierend auf Licht oder Gas sterilisiert werden kann. Mit einem 30 Liter Ofen können bereits Mauern aus Glas gebaut werden, sagen die beiden Forscher.

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