3D-Druck

MIT-Forscher drucken mit Glas

Die gläserne Vase aus dem 3D-Drucker: US-Forscher haben einen 3D-Drucker entwickelt, der Glas verarbeitet, und damit sehr ansprechende Objekte aufgebaut. Die sind bereits reif fürs Museum.
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Einige der von den MIT-Forschern gedruckten Objekte werden demnächst im Smithsonian Design Museum ausgestellt. (Foto: Andy Ryan/MIT Media Lab)
Gedrucktes Objekt aus Glas

Einige der von den MIT-Forschern gedruckten Objekte werden demnächst im Smithsonian Design Museum ausgestellt. (Foto: Andy Ryan/MIT Media Lab)

Berlin3D-Drucken einmal anders: Statt Kunststoff, Keramik oder Metall verarbeitet die Arbeitsgruppe Mediated Matter am Massachusetts Institute of Technology (MIT) Glas. Entsprechend nennen sie ihr Verfahren Glass 3D Printing, kurz: G3DP. Damit haben sie bereits kunstvolle Objekte aufgebaut.

Der Prozess ähnelt dem verbreiteten Schmelzschichtungsverfahren (Fused Deposition Modeling, FDM): Durch eine Düse wird das geschmolzene Material in Schichten aufgebracht. Die Düse ist in zwei Richtungen beweglich. Um in die Höhe zu bauen, wird die Arbeitsplattform nach jeder Lage abgesenkt.

Kurioses aus dem Drucker
Glanz und Glitzer
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Wer New York City besucht und etwas Zeit hat, kann bei Michael McHale Designs in Brooklyn einen Kristalllüster in Auftrag geben. Nach 15 Stunden ist er fertig gedruckt. Umfang: rund 50 Zentimeter. Da er 899 Euro kostet, sollte man ein wenig Kleingeld dabei haben.

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Raus aus der Box
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In neuen Dimensionen denkt der niederländische Baukonzern Heijmans aus Amsterdam. Mit den 3D-Druck-Revoluzzern von MX3D und Joris Laarman Lab will er Hollands Kanäle und Grachten mit individuell gestalteten Brücken überspannen. Sie entstehen nicht wie üblich in abgekapselten Geräten, sondern Roboterarme stellen sie Schicht für Schicht her.  Die neue Produktionsmethode ermöglicht es, großflächige Strukturen in einem Stück zu produzieren.

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Wir haben den Größten
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Das behauptet das Berliner Start-up BigRep von sich – und meint sein Modell One.2 damit. Es bietet einen Kubikmeter Raum. Genug Platz zum Beispiel, um einen kunstvoll verzierten Tisch heranwachsen zu lassen. Laut Firmenchef René Gurka kommen die Hauptstädter „der Nachfrage kaum nach“. 95 Prozent ihrer Geräte exportieren sie ins Ausland.

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Hahn auf
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Als erster großer Badausrüster wagt sich American Standard mit der neuen Technologie auf den Markt. Gleich eine ganze Serie gedruckter Mischbatterien und Waschtisch-Armaturen wollen die Amerikaner auflegen. 24 Stunden dauert die Herstellung. In spätestens zehn Monaten sollen die Armaturen zu kaufen sein. Im Baumarkt werden sie kaum zu finden sein – bei Stückpreisen von knapp 11.000 bis nahe 20.000 Euro.

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Abgefahren
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Mit dem Strati hat Harvard-Absolvent und Local-Motors-Gründer John Rogers vergangenes Jahr das erste Auto vorgestellt, dessen Karosserie weitgehend aus dem Drucker stammt. Noch dieses Jahr will der Pionier in Maryland und Tennessee zwei Werke eröffnen, in denen die futuristischen Fahrzeuge in Serie gehen. Darunter auch dieser Sportwagen, den ein Fan namens Kevin Lo bei einem Modellwettbewerb entworfen hat. Mit angeblichen Kaufpreisen zwischen umgerechnet 15.000 und 25.000 Euro wären die schnittigen Elektroautos ein Schnäppchen.

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Individualisierung auf niedrigem Niveau
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Deutlich vorsichtiger geht der größte Autobauer der Welt, Toyota, das Thema an. Bei seinem Elektro-Konzeptfahrzeug i-Road, einem Einsitzer für den Stadtverkehr, sollen künftige Kunden ihr Gefährt immerhin mit einem gedruckten persönlichen Schmuckteil über dem Scheinwerfer markieren können. Motto: Hoppla, hier komm ich! Individualisierung auf niedrigem Niveau.

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Der große Unterschied allerdings ist die Temperatur: Ein Kunststoff wie Polymilchsäure (Polylactic Acid, PLA), der häufig in 3D-Druckern verarbeitet wird, benötigt etwa 150 Grad. Der Schmelzpunkt von Glas hingegen liegt bei etwa 1000 Grad.

Für so hohe Temperaturen muss der 3D-Drucker anders konstruiert sein: Er besteht aus einer Schmelzkammer für das Glas, die sich mit der Düse zusammen bewegt, und einer Druckkamera. Beide sind gut mit Keramik isoliert.

Das Glas kann im bereits geschmolzenen Zustand in die Schmelzkammer eingefüllt werden. Es können aber darin auch Glasbrocken erhitzt werden, bis das Glas die richtige Konsistenz hat, um es zu verarbeiten. Das dauert rund vier Stunden. Hinzu kommen zwei Stunden, in denen Luftblasen aus dem Glas entweichen. Dann kann gedruckt werden.

Auch der Arbeitsraum, in dem gedruckt wird, ist beheizt: Hier ist es etwa 500 Grad heiß. Nach dem Ende des Druckvorgangs wird die Temperatur langsam abgesenkt. Das soll verhindern, dass das Glas beim Abkühlen reißt.

Wie bei anderen 3D-Druck-Verfahren muss auch bei G3DP das Werkstück danach noch bearbeitet werden. So müssen etwa Grate (Kanten) entfernt oder der Boden poliert werden.

Schöne Erfolge trotz kleiner Schwachstellen
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