Durchsichtig, schillernd und vielfältig einsetzbar

Aufgrund der Vielzahl von Druckmaterialien, welche für den 3D-Druck genutzt werden können, fanden Forscher und Wissenschaftler heraus, dass auch Glas für den 3D-Druck verwendet werden kann. Glas lässt sich sehr viel besser verarbeiten als Beton und härtet schneller aus. Man benötigt lediglich interessanterweise Siliziumsand, welcher in großem Umfang auf der Erde vorhanden ist. Kombiniert mit Natriumcarbonat, Dolomit, Kalk und weiteren additiven Fertigungsmaterialen lässt der Siliziumsand zahlreiche weitere Anwendungen zu. Dies macht den 3D-Druck mit Glas zu einer sehr lukrativen und interessanten Technik.

Funktionsweise des 3D-Druckers

Ein Ofen, der beim 3D-Druck mit Glas als Extrusionseinheit dient, verfügt zum einen über eine Gas- oder Stromversorgung und zum anderen ein Wärmeableitungssystem. Seine Kapazität liegt bei wenigen Litern bis zu einigen Kubikmetern, obwohl beispielsweise schon 30 Liter für den 3D-Druck einer Glasmauer genügen. Um die Strukturen von beispielsweise Wänden und Böden zu glätten, kann man Plasmabrenner benutzen.

Falls die Kosten der Kühlung reduziert werden sollen, können laut russischen Forschern auch Glaswände einen isolierenden Effekt erzielen (z. B. als Innenwände für Kühllager). Der Anwendungsbereich der 3D-gedruckten Glaswände reicht bis hin zu Krankenhäusern, in welchen diese auch problemlos sterilisiert werden können.

3D-Druck in der Praxis

In der Praxis haben Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) einen 3D-Drucker entwickelt, welcher mit Glas arbeitet. Das Verfahren wird G3DP genannt.

Zwei übereinandergestapelte Kammern aus Keramik bilden das Grundkonzept des Druckers. In der ersten Kammer befindet sich ein Schmelztiegel, in welchen das Glas eingefüllt wird. Mithilfe einer separat beheizten Düse läuft dieses von der ersten bis in die zweite Kammer. In dieser zweiten Kammer ist eine Druckplattform integriert. Der gesamte Schmelztiegel wird während des Druckvorgangs verschoben.

Das Glas wird auf 1.000 Grad erhitzt und in der zweiten Kammer auf 550 Grad abgekühlt. Mit dieser Druckeinheit lassen sich Strukturen schaffen, welche bei Raumtemperatur abkühlen muss. Aufgrund der Scharfkantigkeit der hergestellten Strukturen müssen diese danach noch manuell nachbearbeitet werden. Dieses Problem gilt es anderweitig zu lösen.

In näherer Zukunft werden sich höchstwahrscheinlich weitere imposante Einsatzmöglichkeiten des 3D-Drucks mit Glas ergeben.