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Online-Seminar: 3D-Druck von optischen Gläsern und glasbasierten Materialien

Bei der Innovativ Additiv Reihe werden neuste wissenschaftliche Kenntnisse des 3D-Drucks mit den Unternehmen aus der Region geteilt. Im Online-Seminar geht es um eine neue Methode der Glasverarbeitung. Die Menschen verwenden Glas seit über 7000 Jahren. Heute kann man sich ein Leben ohne Glas gar nicht mehr vorstellen. In Bezug auf seine optischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften sowie der Kompatibilität hat Glas die Eigenschaften der Polymere weit aus übertroffen und dennoch ist die Verarbeitung im direkten Vergleich viel schwieriger. Mit der neuen Glassomer-Methode gibt es nun bei der Verarbeitung scheinbar keine Grenzen mehr. Werfen Sie mit uns einen Blick in die Zukunft und holen Sie sich Ideen für neue Entwicklungen und Verbundprojekte.

Glas ist eines der am längsten verwendeten Materialien der Menschheit. Einzelne Fundstücke reichen sogar zurück bis ins Jahr 5000 v. Chr.. Im 21. Jahrhundert ist das scheinbar alte Material aktueller denn je. Ein Leben ohne Glas kann man sich heute gar nicht mehr vorstellen. In Bezug auf seine optischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften sowie der Kompatibilität hat Glas die Eigenschaften der Polymere weit aus übertroffen und wird immer besser sein. Der Rohstoff ist kostengünstiger, nicht vom Wettbewerb der globalen Erdölressourcen abhängig und wesentlich nachhaltiger, da es aus Sand hergestellt wird und wieder zu Sand gemahlen werden kann. Glasabfälle verschmutzen nicht die Ozeane und tragen beim Recycling nicht zur Kohlendioxidbildung bei.


Allerdings hat Glas einen erheblichen Nachteil gegenüber Polymeren: Es ist wesentlich schwieriger zu strukturieren. Während Polymere durch industriell skalierbare Replikationstechniken wie z. B. Spritzgießen oder Blasformen verarbeitet werden können, werden Gläser immer noch hauptsächlich durch Warmformen (wie z. B. Glasblasen), Schleifen oder chemisches Ätzen mit gefährlichen Chemikalien wie Flusssäure strukturiert. All diese Techniken sind technologisch anspruchsvoll, teuer und lassen sich nicht gut skalieren.

Mit der Entwicklung der Glassomer-Technologie hat das NanoLab in Freiburg vor Kurzem eine neue Verarbeitungsmethode für Glas eingeführt. Glassomer vereint die überlegenen Eigenschaften von Glas mit den überlegenen Verarbeitungsmöglichkeiten von Polymeren und basiert auf einem polymeren Glas-Nanokomposit, das mit Hilfe von Polymerverarbeitungstechniken strukturiert werden kann. Sie haben den UV-Guss, den 3D-Druck, die subtraktive Bearbeitung sowie das Lost Form Moulding als geeignete Methoden zur Strukturierung vom Glassomer demonstriert. Nach der Strukturierung wird das Bauteil thermisch entbunden und zu einem dichten Glasstück gesintert. Das resultierende Material ist chemisch, physikalisch, mechanisch und optisch nicht von handelsüblichem Quarzglas optischer Qualität zu unterscheiden.

Das Glassomer-Verfahren ermöglicht es, die Vorteile der Polymerstrukturierung für die Herstellung von Glaskomponenten zu nutzen. Dies ermöglicht im Wesentlichen die Anwendung von industriell etablierten und gut abgerundeten Verarbeitungstechnologien für die Herstellung von Glaskomponenten. Auf diese Weise werden etablierte Glasverarbeitungstechniken wie Schleifen und Ätzen, die seit Jahrhunderten im Wesentlichen unverändert angewendet wurden, bald überflüssig. Dies hat große Auswirkungen auf viele Anwendungen: Vom 3D-Druck komplexer Linsen für Smartphone-Kameras, Mikroprozessoren der nächsten Generation bis hin zu Ornamenten oder komplizierten Glasplatten in Gebäuden. Mit der neuen Glassomer-Methode gibt es nun scheinbar keine Grenzen mehr. Werfen Sie mit uns einen Blick in die Zukunft und holen Sie sich Ideen für neue Entwicklungen und Verbundprojekte.

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