3D-Druck wird auch in Glas möglich

Ein Team von Ingenieuren und Künstlern am Solheim Rapid Manufacturing Laboratory der University of Washington (UW) hat ein Verfahren entwickelt, mit dem mittels eines herkömmlichen 3D-Druckers auch gläserne Objekte hergestellt werden können.

Dabei setzen sie auf eine spezielle Mischung aus Glaspulver und Bindemittel, um Glasgegenstände zu erhalten, die gebrannt werden. „Wenn nach diesem Brennprozess wirklich transparente Glasobjekte entstehen können, hätte das echtes Anwendungspotenzial“, kommentiert Andrzej Grzesiak, Sprecher der Fraunhofer-Allianz Generative Fertigung, im Gespräch mit pressetext. Denkbar ist der Einsatz zur schnellen Herstellung von Prototypen in der Architektur oder auch der Automobilindustrie, aber auch für künstlerische Zwecke.

Beim 3D-Druck kommt in der Regel ein Materialpulver zum Einsatz, das mit einem flüssigen Bindemittel behandelt wird, um das Material in der gewünschten Form zu halten. Das Team hatte bereits im Frühjahr ein Verfahren vorgestellt, das einen 3D-Druck mit herkömmlichem Keramikmaterial erlaubt. Darauf baut das jetzt entwickelte Glas-Druckverfahren auf. „Uns wurde klar, dass wir so ziemlich alles drucken können, wenn wir ein Material nur in Pulverform mit etwa 20 Mikrometern bringen können“, meint Mark Ganter, Professor für Maschinenbau an der UW. Allerdings waren gegenüber dem Keramik-Druck deutliche Änderungen nötig, da Glaspulver Flüssigkeit kaum aufnimmt. „Wenn wir mit unserem normalen Prozess Objekte aus Glaspulver gedruckt haben, erhielten wir Gelatine-artige Teile“, erklärt Grant Marchelli, UW-Doktorand und Leiter der Experimente. Daher wurde das Mischungsverhältnis von Pulver und Bindemittel so angepasst, dass beim Druckvorgang relativ feste Teile entstehen und das Material bei einem anschließenden Brennvorgang wirklich verschmilzt.

Wie die UW betont, ist Glas ein Material, das sowohl undurchsichtig als auch transparent sein kann und dessen Druck interessante Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. „3D-Druck in Glas hat gewaltiges Potenzial, die Denkweise über die Anwendungen von Glas in der Architektur zu verändern“, meint Ronald Rael, Assistenzprofessor für Architektur an der University of California in Berkeley http://berkeley.edu , der mit UW-Hilfe ein eigenes 3D-Drucksystem aufgebaut hat. Er betont, dass es bisher keine sinnvolle Möglichkeit zum schnellen Prototypenbau (Rapid Prototyping) mit Glas gegeben hatte. Sofern die an der UW entwickelte Methode hält, was sie verspricht, könnte sie daher auch auf großes Interesse aus der Industrie stoßen, bestätigt Grzesiak. Wenn transparente Glasobjekte in geeigneter Größe gedruckt werden könnten, sei das beispielsweise auch für die Automobilbranche attraktiv.

Wie schon im Falle gedruckter Keramik will das Solheim Laboratory auch die Methode zum 3D-Druck in Glas frei zugänglich machen. Damit soll auch die künstlerische Auseinandersetzung mit dem Material gefördert werden. Abgesehen von Testformen waren die ersten an der UW gedruckten Glasobjekte Arbeiten der Kunst-Doktorandin Meghan Trainor. „Gebrannte Glasobjekte aus digitalen Modellen herzustellen gibt meinen Ideen eine sofortige materielle Permanenz, was ein Schlüsselfaktor für meine Auseinandersetzung mit digitalen Kunstformen ist“, meint sie. Durch den schnellen Übergang von Idee zu Design und physischem Objekt entstehe ein fesselnder iterativer Prozess, in dem das gläserne Objekt Teil einer taktilen Feedback-Schleife wird.