Im Wunschthema der Märzausgabe dreht sich alles um 3D-Druck und Flachglas – wo liegen die Grenzen? GFF hat in Forschung und Industrie nachgefragt, wie die Technologie Herstellung sowie Veredelung von Glas zukünftig verändert. Kann der 3D-Druck eines Tages sogar die traditionelle Glasherstellung ersetzen?
Glas auf Knopfdruck: Heutzutage sind verschiedene Materialien für den 3D-Druck einsetzbar. Mittlerweile ist – neben gängigen Standards wie Metall, Kunststoff oder Beton – auch Glas in der Welt des neuartigen Druckformats angekommen. 3D-Drucker können u.a. gläserne Kunstobjekte mittels Fused Deposition Modeling (FDM) oder – für den noch kleinteiligeren Bereich – mittels Stereolithografie-Verfahren bereits herstellen. Ein Glasobjekt mit den Abmessungen von etwa 20 mal 20 mal 20 Zentimeter ist hier die größte Herstellungsleistung von einzelnen Objekten, die momentan auf dem Markt verfügbar ist – für den Baubereich sind die Verfahren somit nicht funktional anwendbar.
Forschung: 3D-Druck für Flachglas auf ein neues Level heben
Dr.-Ing. Matthias Seel, Leiter der Arbeitsgruppe Glas-3D-Druck am GCC, arbeitet mit einem Team von zwölf Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie einem Kooperationspartner aus der Industrie daran, den 3D-Druck für Flachglas auf ein neues Level zu heben. "Der 3D-Druck ist keine neue Technologie, sondern bei verschiedenen Materialien bereits Standard. In Sachen Glas ist die Entwicklung allerdings noch nicht so weit fortgeschritten, da der 3D-Druck mit Glas besonders herausfordernd ist", sagt Seel.
Der Ansatz: Neuartige Glas-Glas-Verbindungen zu etablieren, welche nicht geklebt oder zur Lastübertragung mit Bohrlöchern versehen sind. "Dadurch lassen sich materialbedingte Wärmebrücken und die negativen Auswirkungen der Kunststoffalterung bei Verklebungen, u.a. durch Sonneneinstrahlung, reduzieren", sagt Seel. "Zudem möchten wir weitere Funktionen wie die Verstärkungen von Flachglaselementen forcieren." Flachglasstrukturen seien biegeweich. "Die Steifigkeit stellt bei Gebrauchstauglichkeitsnachweisen ein entscheidendes Bemessungskriterium dar – nicht nur die Spannung. Wenn wir auf Glas eine Struktur stoffschlüssig drucken, lässt sich das Objekt dadurch deutlich versteifen."
Industrie: Statement von Markus Brunner, Geschäftsführer von IPB-Profile
"Die Verfügbarkeit von Flachglas ist auf absehbare Zeit ausreichend vorhanden, weswegen bei Betrieben die Motivation fehlen dürfte, in den 3D-Druckbereich für Glas zu investieren. Abgesehen davon: Externes Fachwissen anzuwerben, ist ebenso schwierig wie teuer."
Vorteile gebe es allerdings durchaus: Insbesondere die schnelle Verfügbarkeit – vorausgesetzt das benötigte Rohmaterial für die 3D-Glasproduktion ist vorhanden – sieht Brunner als entscheidenden Faktor: "Bei einigen Glaselementen müssen längere Lieferzeiten eingeplant werden. Falls nun ein größerer Fensterbauer in einer Nebenhalle solch einen 3D-Drucker stehen hat, ist er nicht mehr vollständig von seinem Zulieferer abhängig – er druckt sich bedarfsweise fehlende Komponenten selbst." Dieses Szenario sei allerdings nur denkbar, wenn sich die Marktsituation bei herkömmlichem Glas deutlich verschlechtere.
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