Ist es möglich Glas mit dem 3D-Drucker zu drucken? Ja. Wir erläutern den Glas-3D-Drucker und zeigen Beispiele aus der Praxis und Entwicklung.
Für den 3D-Druck können eine Vielzahl an Druckmaterialien eingesetzt werden. So haben mittlerweile einige Wissenschaftler und Forscher erkannt, dass auch Glas als Material für den 3D-Druck genutzt werden kann. Der für die Herstellung von Glas benötigte Siliziumsand ist auf der Erde in großem Umfang vorhanden, was den Einsatz für den 3D-Druck noch interessanter macht. Zugleich lasse sich Glas wesentlich besser verarbeiten als beispielsweise Beton und härtet zudem schneller aus.
Der für die Glasherstellung benötigte Siliziumsand kann auch mit Natriumbicarbonat, Kalk, Dolomit und weiteren additiven Fertigungsmaterialien kombiniert werden und ermöglicht so zahlreiche weitere Anwendungen.
Beim 3D-Druck mit Glas wird ein Ofen benötigt, der als Extrusionseinheit dient. Dieser verfügt über eine Strom- oder Gasversorgung und ein Wärmeableitungssystem. Die Kapazität des Ofens kann sowohl bei wenigen Litern als auch einigen Kubikmetern liegen. Für die Glättung der Strukturen, zu denen beispielsweise Wände und Böden gehören, kann ein integrierter Plasmabrenner sorgen. Da Glaswände eine isolierende Wirkung erzielen, können sie nach Meinung einiger russischer Forscher auch als Innenwände für Kühllager eingebaut werden. Dies würde dazu beitragen, die Kosten für die Kühlung deutlich zu reduzieren. Auch in Krankenhäusern könnten 3D-gedruckte Glaswände eingebaut werden, lassen sich diese doch problemlos sterilisieren. Ein Ofen mit einem Fassungsvermögen von 30 Litern reiche beispielsweise schon für den 3D-Druck einer Glasmauer aus.
Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ebenfalls einen 3D-Drucker entwickelt, der mit Glas arbeitet. Dieses Verfahren bezeichnen sie als G3DP. Der Glasdrucker selbst besteht aus zwei verschiedenen, aus Keramik hergestellten Kammern, welche übereinander gestapelt werden. In einen Schmelztiegel wird das Glas eingefüllt, bevor es durch eine separat beheizte Düse von der ersten in die zweite Kammer läuft. In der zweiten Kammer ist dann auch die Druckplattform integriert. Während des Druckvorganges wird der gesamte Schmelztiegel verschoben.
Das Glas selbst wird auf eine Temperatur von mehr als 1.000 Grad erhitzt. In der zweiten Kammer des 3D-Druckers herrschen Temperaturen von mehr als 550 Grad Celsius vor. Mit der Druckeinheit lassen sich faszinierende Strukturen erschaffen, die später bei Raumtemperatur abkühlen müssen. Da diese Strukturen teilweise sehr scharfkantig sind, müssen sie gegebenenfalls manuell nachbearbeitet werden. Auch hier ist man aber dabei, das Problem anderweitig zu lösen.
Sicher werden Forscher auch in Zukunft noch weitere Einsatzmöglichkeiten des 3D-Drucks mit Glas ausloten. Wir werden Sie dazu auf dieser Seite auf dem Laufenden halten, empfehlen Ihnen aber auch, unseren Newsletter zu abonnieren, um so immer auf dem aktuellsten Stand zu bleiben. Selbstverständlich können Sie die dort veröffentlichten Artikel auch zu einem späteren Zeitpunkt hier in dieser Rubrik nachlesen.
Ingenieure des MIT haben stabile, 3D-gedruckte Glassteine entwickelt, die ähnlich wie Betonblöcke Druckbelastungen standhalten. Die aus recyceltem Glas hergestellten Steine wurden vom MIT-Spin-off Evenline produziert und unterstützen das Konzept der zirkulären Bauweise.
Forscher des Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) entwickeln ein neues 3D-Druckverfahren für Glas. Anstatt hoher Temperaturen wird UV-Licht verwendet. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für Mikroelektronik und Medizintechnik.
Schwedische Wissenschaftler vom KTH Royal Institute of Technology haben ein neues 3D-Druckverfahren für Silikaglas entwickelt. Mit ihrer Methode druckten sie das weltweit kleinste Weinglas und einen optischen Resonator, der in Glasfasertelekommunikationssystemen eingesetzt werden kann.
Forscher der UCI und des KIT haben eine revolutionäre Niedertemperaturmethode für den 3D-Druck von optischem Glas entwickelt, die den Weg für zukünftige Technologien in Medizin, Kommunikation und Navigation ebnen könnte. Die Innovation, die unter Verwendung des Zwei-Photonen-Polymerisations-3D-Druckverfahrens und flüssigen Harzes realisiert wurde, ist international patentiert und wurde im Fachjournal Science publiziert.
Das österreichische 3D-Druck-Unternehmen Lithoz kündigt die Markteinführung seines neuen 3D-Drucker-Materials LithaGlass powered by Glassomer an. Das Material kommt den Entwicklern zufolge „einer Keramik näher als Standardgläser wie Kalknatronglas“. Es ist das Ergebnis intensiver Forschung mit dem deutschen Unternehmen Glassomer und soll hier im Beitrag einmal ausführlicher vorgestellt werden.
Die österreichische Künstlerin Julia Koerner (JK3D) hat auf den italienischen Glaswochen ihre 3D-gedruckten Kristalllamellen vorgestellt. Die Installation wurde im The Gritti Palace, einem Luxury Collection Hotel in Venedig, präsentiert. Die Skulpturen sind ein weiterer Teil der Lamellenserie von JK3D und wurden für eine möglichst grenzenlos Designfreiheit mit einem 3D-Drucker hergestellt.
Forscher der Universität Freiburg und der University of California, Berkeley haben ein neues Verfahren zum 3D-Druck komplexer Glasteile im mikroskopischen Maßstab entwickelt. Das „t“Microscale Computed Axial Lithography“-Verfahren (Micro-CAL) ermöglicht es in wenigen Minuten vollständig dichte Glaskomponenten mit nahezu vollständiger Design-Freiheit herzustellen.
Mit Hilfe des Projektes VERO2 gelingt es, zerbrochenes farbiges Muranoglas als 3D-druckbares Filament einzusetzen und daraus neue Gebrauchsgegenstände aus Glas im 3D-Druckverfahren herzustellen. Wir stellen das nachhaltige Recyclingprojekt, bei dem ein ein modifizierter Delta WASP Clay-3D-Drucker zum Einsatz kommt. einmal genauer vor.
Das deutsche 3D-Druck-Unternehmen Nanoscribe präsentiert sein neues „Glass Printing Explorer Set“. Das Herzstück des Sets ist der enthaltene Fotolack GP-Silica. Das weltweit erste Druckmaterial für die 3D-Mikrofabrikation von Quarzglas eignet sich für Anwendungen in den Bereichen Life Science, Mikrofluidik und Mikrooptik. Wir stellen es vor.
Forscher der Universität Freiburg haben zusammen mit dem Sart-up-Unternehmen Glassomer eine Spritzgusstechnologie für selbst entworfenes, spezielles Granulat entwickelt. Mit dem Quarzglasmaterial auf Polymerbasis können geometrische aufwendige Objekte mit komplexen Strukturen in 3D-gedruckten Formen bei gleichzeitig hohem Hochdurchsatz hergestellt werden. Eine spezielle Wärmebehandlung macht die spritzgegossenen Komponenten anschließend zu Glasobjekten. Bisher was transparentes Glas nicht mit der Hochgeschwindigkeits-Spritzgusstechnologie kompatibel.
Einem Forscherteam aus Frankreich ist es eigenen Angaben zufolge gelungen ein zuverlässiges 3D-Druckverfahren für den 3D-Druck komplexer Glasobjekte zu entwickeln. Ihr Ansatz basiert auf der Multiphotonenpolymerisation. Die Forscher gehen davon aus, dass ihr Verfahren für unterschiedliche Arten von 3D-Glasobjekten verwendet werden kann.
US-amerikanische Forscher von der Montana State University (MSU) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sie Mikrofluidikgeräte auf Glassubstrat mit einem 3D-Drucker herstellen können. Der Prozess sei kostengünstiger und weniger zeitaufwendig als bisherige Methoden. Wir stellen das Verfahren vor.
Ein Team von Forschern der Montana State University untersuchte in der Studie „3D printing on glass for direct sensor integration“ Methoden zur Verfeinerung 3D-gedruckter Mikrofluidik. Dabei entstand ein Ansatz zur Herstellung von Kanälen auf Glassubstraten, welche die Integration von Sensoren möglich machen. Ein zusammenfassende Übersicht der Inhalte des wissenschaftlichen Ansatzes.
Forschern der ETH Zürich ist es gelungen, mit einem herkömmlichen Stereolithografie-3D-Drucker Glas in beliebigen Formen zu drucken. Den Forschern ist somit ein Machbarkeitsbeweis gelungen. Gedruckte Die gedruckten Glasobjekte sind bisher noch nicht größer als Spielwürfel, dennoch stellt das Verfahren ein zukunftsweisenden Schritt für den 3D-Druck von Glas dar.
Forscher des Centre d’Optique, Photonique et Laser (COPL) der kanadischen Université Laval haben eine Methode entwickelt, Chalcogenidglas mit einem 3D-Drucker zu verarbeiten. Dadurch entstehen neue Wege des Entwerfens und Kombinierens von Materialien zur Herstellung photonischer Komponenten und Fasern.
Glaskunstwerke verbinden von uns viele mit der aufwendigen Glasbläserei. Die Glassomer GmbH aus Freiburg in Baden-Württemberg hat mit dem Glassomer einen neuen Weg entwickelt, Glasobjekte deutlich einfacher zu fertigen und zwar im 3D-Druckverfahren. Das ursprüngliche Konzept entstand am Karlsruher Institut für Technologie (KIT).
Forscher der Universität für Wissenschaft und Technologie in Peking haben herausgefunden, dass durch das 3D-Druckverfahren des selektiven Laserschmelzens die Herstellung von metallischem Glas möglich sein soll. Eine Optimierung des SLM-Prozesses soll einen Druck ermöglichen, der zu fast 100 Prozent aus metallischem Glas besteht, ohne dass darin Kristalle eingeschlossen sind. Wir stellen die Forschungsergebnisse der chinesischen Wissenschaftler einmal genauer vor.
Das Karlsruher Institute of Technology (KIT) setzt sich mit der effektiven Nutzung von Glas für den 3D-Druck auseinander. Entstanden ist dabei ein Glassomer. Unter anderen könnte mit dem Verfahren die Herstellung von optischen Linsen aus Glas optimiert werden.
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.
Custom Prototypes lässt ein 3D-gedrucktes Fenster aus Kunststoff entstehen, es ist farbig und trotzdem transparent. Mit diesem Projekt wollen sie ihren Titelplatz bei der Additive Manufacturing User Group (AMUG) vom letzten Jahr verteidigen.