{"id":26674,"date":"2022-04-26T10:00:57","date_gmt":"2022-04-26T08:00:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electrosuisse.ch\/?p=26674"},"modified":"2022-12-08T11:05:55","modified_gmt":"2022-12-08T10:05:55","slug":"schneller-3d-druck-von-kleinen-und-komplexen-bauteilen-aus-glas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electrosuisse.ch\/de\/schneller-3d-druck-von-kleinen-und-komplexen-bauteilen-aus-glas\/","title":{"rendered":"Schneller 3D-Druck von kleinen und komplexen Bauteilen aus Glas"},"content":{"rendered":"<div class=\"wpb-content-wrapper\"><p>[vc_row][vc_column][vc_column_text]<strong>Wegen seiner herausragenden Transparenz sowie der Stabilit\u00e4t beim Kontakt mit Hitze oder Chemikalien ist Glas f\u00fcr viele Hightech-Anwendungen relevant. Herk\u00f6mmliche Verfahren zur Formgebung von Glas sind aber oft langwierig, energieintensiv und stossen bei kleinen und komplizierten Bauteilen schnell an ihre Grenzen.<\/strong><\/p>\n<p>Freiburger Forscher haben in Kooperation mit der University of California ein Verfahren entwickelt, mit dem sich sehr kleine Bauteile aus transparentem Glas schnell und pr\u00e4zise per Mikro-3D-Druck herstellen lassen. M\u00f6gliche Anwendungen sind etwa Komponenten von Sensoren und Mikroskopen, aber auch von Chiplabor-Systemen. Die neue Technologie basiert auf so genannten Glassomer-Materialien, diese bestehen aus Glaspulver in einem speziellen Kunststoff-Binder. Diese Komponenten kommen in einen Ofen, wodurch der Kunststoff verbrennt und das Glas gesintert, also verdichtet wird. Am Ende bestehen die Bauteile aus 100% hoch transparentem Quarzglas.<\/p>\n<p>Diese Glassomer-Materialien kombinierten die Freiburger Forscher und Forscherinnen nun mit einem neuen 3D-Druckverfahren, das an der University of California entwickelt wurde. Herk\u00f6mmliche 3D-Printer drucken ihre Objekte Schicht f\u00fcr Schicht \u2013 bei dem neuen, Computed Axial Lithography (CAL) genannten Verfahren entsteht das Bauteil in nur einem einzigen Schritt: Ein Gef\u00e4ss mit fl\u00fcssigem, lichtempfindlichem Material wird hierf\u00fcr aus verschiedenen Winkeln mit zweidimensionalen Lichtbildern des zu druckenden Objekts belichtet. Wo die Bilder sich \u00fcberschneiden und die absorbierte Lichtmenge dadurch lokal einen gewissen Schwellwert \u00fcberschreitet, h\u00e4rtet das Material schlagartig aus \u2013 innerhalb weniger Minuten ist das Bauteil geformt. Das \u00fcbersch\u00fcssige, noch fl\u00fcssige Material kann abgewaschen werden.<\/p>\n<p>Dieses Verfahren funktioniert grunds\u00e4tzlich auch mit Glassomer-Material. Die Freiburger Forscher und Forscherinnen entwickelten hierf\u00fcr ein Material aus Glaspulver und Kunststoff, das sowohl sehr lichtdurchl\u00e4ssig ist als auch bei einem geeigneten Schwellwert schnell aush\u00e4rtet. Bisher sei das Verfahren allerdings nur f\u00fcr grobe Strukturen geeignet gewesen. Durch die Kombination der materialwissenschaftlichen Expertise an der Universit\u00e4t Freiburg und des Projektpartners Glassomer GmbH sowie der Weiterentwicklung der Anlagentechnik an der University of California sei es jetzt gelungen, diese Technologien zu vereinen und zu verbessern. So konnte erstmals in wenigen Minuten Glas mit Strukturen im Bereich von 50 Mikrometer gedruckt werden, das entspricht etwa der Dicke eines Haares.<\/p>\n<p>M\u00f6gliche Anwendungen des Herstellungsverfahrens w\u00e4re zum Beispiel in mikrooptischen Komponenten von Sensoren, Virtual-Reality-Headsets und Mikroskopen. Auch f\u00fcr so genannte Lab-on-a-Chip-Systeme f\u00fcr Forschung und medizinische Diagnostik werden mikroskopisch kleine Fl\u00fcssigkeitskan\u00e4le ben\u00f6tigt. Diese bestehen bisher meist aus Kunststoffen, die hohen Temperaturen und aggressiven Chemikalien aber oft nicht standhalten. Durch die neue Prozesstechnik lassen sich nun auch komplexe Kanalsysteme in Glas herstellen. Dank der thermischen und chemischen Stabilit\u00e4t von Glas er\u00f6ffnen sich hiermit also viele neue Anwendungsfelder.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row]<\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>[vc_row][vc_column][vc_column_text]Wegen seiner herausragenden Transparenz sowie der Stabilit\u00e4t beim Kontakt mit Hitze oder Chemikalien ist Glas f\u00fcr viele Hightech-Anwendungen relevant. Herk\u00f6mmliche Verfahren zur Formgebung von Glas sind aber oft langwierig, energieintensiv und stossen bei kleinen und komplizierten Bauteilen schnell an ihre Grenzen. 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