Rapid Prototyping mit Glas

Glasgefäße herstellen fast wie die alten Ägypter

Ein Glas aus dem Drucker? Das geht. Forscher aus den USA haben eine Rapid-Prototyping-Methode entwickelt, bei der Glasgefäße und Glasgegenstände mit dem 3D-Drucker hergestellt werden können. Sie müssen dann nur noch gebrannt werden.

Wissenschaftler an der Universität des US-Bundesstaates Washington in Seattle habe eine Möglichkeit gefunden, Objekte aus Glas mit einem 3D-Drucker herzustellen. Dazu haben sie eine Methode entwickelt, den vitraglyphischen Prozess.

Grant Marchelli mit einem Objekt aus dem 3D-Drucker (Foto: Universität von Washington)

Sie basiert auf den Erfahrungen, die die Forscher bereits mit keramischen Materialien gesammelt haben. Beim Rapid Prototyping mit Keramik wird Keramikpulver auf einer Arbeitsfläche verteilt. Der 3D-Drucker verteilt kleine Tröpfchen von Bindemittel, das die Pulverkörnchen miteinander verklebt. So entsteht nach und nach ein Objekt, das dann gebrannt wird.

Gelatine statt Glas

Mit Glas hätte diese Methode jedoch nicht funktioniert, erzählt Grant Marchelli, der die Experimente durchgeführt hatte. Herausgekommen seien nämlich gelatineartige Objekte. Das Problem ist, dass Glas Flüssigkeit nicht so einfach absorbiert. "Wir mussten also unsere Herangehensweise sowohl beim Pulver als auch beim Bindemittel überdenken."

Sie mussten erst das richtige Mischungsverhältnis von Pulver und Bindemittel finden. Wichtig ist zudem die Körnung des Glaspulvers, erklärt Mark Ganter, einer der Direktoren des Labors, an dem die Experimente durchgeführt wurden. "Wenn wir Material in Pulverform von etwa 20 Mikron verwandeln könnten, war klar, dass wir praktisch alles drucken können." Mit der richtigen Körnung und dem richtigen Mischverhältnis gelang es den Forschern aus Seattle, 3D-Objekte zu drucken, die nicht auseinander fielen. Sie wurden dann im Ofen zu Glas gebrannt.

Wie bei den Pharaonen

Die Methode selbst ist uralt: Auf ähnliche Art und Weise haben schon die Ägypter im Altertum Glasgefäße hergestellt. Sie nutzen als Bindemittel unter anderem Eiweiß. Die Rezeptur des Glasdruckens stellen die Forscher für jedermann zur Verfügung. Das haben sie auch schon mit der Methode zum Keramik-Rapid-Prototyping gemacht. "Wir hoffen, dass wir mit der Veröffentlichung dieser beiden Methoden Künstler und Designer zu weitergehenden Experimente und Innovationen anregen können", sagt Duane Storti, der zusammen mit Ganter das Rapid-Prototyping-Labor in Seattle leitet.

Rapid Prototyping nennt man Verfahren, mit denen sich Musterbauteile schnell und einfach herstellen lassen. Die Teile werden am Computer entworfen und dann direkt an Maschinen exportiert, die sie aus Kunststoff, Metallstaub oder aus Porzellan aufbauen.

Gedacht war diese Technik für Designer und Entwickler in Unternehmen oder Forschungseinrichtungen. Doch inzwischen gibt es sogenannte 3D-Drucker, die für Privatleute erschwinglich sind. Im Internet findet sich eine wachsende Gemeinde von Selbermachaktivisten wie Bre Pettis zusammen.