Österreichische Forscher der TU Wien haben gemeinsam mit dem 3D-Druck-Unternehmen Cubicure ein Material entwickelt, das in seinen Eigenschaften echtem Elfenbein sehr nahekommt. Damit könnten zum Beispiel Kunstgegenstände, die früher aus echtem Elfenbein hergestellt wurden, restauriert werden, ohne neues Elfenbein verwenden zu müssen. Das neue Digory-Elfenbeinmaterial kann in flüssiger Version auch mit Hot-Lithography-3D-Druckern verwendet werden.

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Die TU Wien und das 3D-Druck-Unternehmen Cubicure haben eine elefantenfreundliche Elfenbein-Alternative entwickelt, mit der alte Kunstgegenstände hochpräzise restauriert werden. Alte Kunstgegenstände aus Elfenbein sind schwierig zu restaurieren, da Elfenbeinhandel seit 1989 zurecht verboten ist, wie es in einer Pressemitteilung der TU Wien heißt.

Ein nicht gleichwertiger Ersatz war für Restaurateure die Verwendung von Muscheln, Knochen oder Kunststoff. Das Ergebnis war nicht optimal. Die Arbeit zu ihrer Entwicklung haben die Forscher in einem Artikel mit dem Titel „Developing an ivory-like material for stereolithography-based additive manufacturing“ vorgestellt.

Details zum Elfenbein-Ersatz

3D-Druck-Figuren aus Material Digory
Figur links aus Elfenbein, rechts aus Material Digory (Bild © TU Wien).

Das neu entwickelte Material entstand in der Kooperation mit der Kunst- und Denkmalpflege der Erzdiözese Wien und Addison Restaurierung. Es trägt den Namen „Digory“ und besteht aus Kunstharz und Kalziumphosphat-Partikeln. Es wird es in heißem und flüssigem Zustand verarbeitet und anschließend mit dem 3D-Drucker mit UV-Strahlen exakt in der gewünschten Form ausgehärtet. Im Anschluss wird es poliert und farblich angepasst. Das Ergebnis wird von den Forschern als täuschend echt wirkender Elfenbeinersatz beschrieben.

Prof. Jürgen Stampfl vom Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnologie der TU Wien erklärt:

„Das Forschungsprojekt begann mit einem wertvollen Schrein aus dem 17. Jahrhundert in der Kirche von Mauerbach. Er ist mit kleinen Elfenbeinornamenten verziert, von denen im Lauf der Zeit einige verloren gegangen sind. Die Frage war, ob man sie mit 3D-Druck-Technologie ersetzen kann.“

Verarbeitung des Materials

Das Material musste wie Elfenbein aussehen, aber auch fest und steif genug sein, damit es bearbeitbar ist. Die Forscher fanden die passende Mischung in Form von winzigen Kalziumphosphat-Partikeln mit einem Durchmesser von etwa 7 µm. Diese wurden mit extrem feinem Siliziumoxidpulver in ein spezielles Harz eingebettet. Diese Mischung wird anschließend bei großer Hitze in den 3D-Druckern von Cubicure mit dem Hot Lithography-3D-Druckverfahren verarbeitet. Dabei wird das Material Schicht für Schicht an den gewünschten Stellen mit einem UV-Laser ausgehärtet, bis das Objekt fertig ist. Für die

Lichtdurchlässigkeit war es wichtig, den richtigen Anteil an Kalziumphosphat zu verwenden. Je nach Wunsch kann die Farbe des Objekts nachgebessert wurden, wie zum Beispiel mit schwarzem Tee. Die charakteristischen Linien, von denen Elfenbein normalerweise durchzogen ist, lassen sich nachträglich millimetergenau aufbringen.

Der schöne und leicht verarbeitbare Ersatz für Elfenbein ermöglicht außerdem, feinste Details automatisch zu reproduzieren. Sie müssen nicht mehr mühsam aus Elfenbein-Ersatzmaterial herausgeschnitzt werden und können in wenigen Stunden ausgedruckt werden. Für Konstanze Seidler von Cubicure ist es ein weiterer Beweis für die vielen Anwendungsmöglichkeiten der Stereolithographie (SLA-3D-Druck).

zwei Schachfiguren aus Digory
Die Schachfiguren aus dem neuen 3D-Drucker-Material „Digory“ sehen aus wie echtes Elfenbein.

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