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Glas so flexibel wie Kunststoff bearbeiten

Wissenschaftler des KIT entwickeln Prozess für den 3D-Druck von Glas.

Glas so flexibel wie Kunststoff bearbeiten ist das Ziel der Forscher und Gründer Dr. Dorothea Helmer, Prof. Dr. Bastian Rapp und Dr. Frederik Kotz.

Glas so flexibel wie Kunststoff bearbeiten ist das Ziel der Forscher und Gründer Dr. Dorothea Helmer, Prof. Dr. Bastian Rapp und Dr. Frederik Kotz.

Wer an Glaskunst denkt, hat oft ein Bild vor Augen: glühende Materialien, Hitze, aufwendige Glasbläserei. Immerhin ist die Herstellung von Glas eine rund 5000 Jahre alte Kulturtechnik. Auch wenn die moderne Produktion eine Hightech-Industrie ist, so hinken ihre Verarbeitungsmöglichkeiten denen anderer Materialien seit langem hinterher, vor allem den Lösungen im Bereich Kunststoff.

Drei Materialwissenschaftler des KIT wollen dies mit ihrem Anfang 2018 gegründeten Spin-off Glassomer GmbH ändern. Die drei Forscher und Gründer Dr. Dorothea Helmer, Prof. Dr. Bastian Rapp und Dr. Frederik Kotz haben am Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) am KIT über mehrere Jahre eine Formtechnik für die industrielle Glasbearbeitung entwickelt, mit der sie Quarzglas so variabel bearbeiten können wie Kunststoff. „Statt Glas auf bis zu 1100 Grad Celsius zu erhitzen und dann in Form zu bringen oder Teile von Glasblöcken z.B. mittels Laserbearbeitung zu strukturieren, setzen wir an den kleinsten Glasteilchen an“, so Bastian Rapp. Bei dem Verfahren von Glassomer werden dem flüssigen Kunststoff Glaspartikel beigerührt. „Wir formen das Gemisch dann ähnlich wie einen Sandkuchen und härten es durch Erwärmung oder Belichtung zu einem Feststoff aus“, erklärt Rapp weiter. Dieser Feststoff besteht zu 60 Prozent aus Glaspartikeln und zu 40 Prozent aus Kunststoff. Die Polymere wirken dabei wie ein Kleber, der die Glaspartikel an der richtigen Stelle festhält und so die Form fixiert.

Dieses „Glassomer“ kann wie herkömmlicher Kunststoff gefräst, gedreht, gelasert oder auch in CNC-Maschinen bearbeitet werden. Schrauben aus Glas, winzige optische Linsen oder gläserne Bauteile kleinster Abmessungen können zudem mit einem 3D-Drucker hergestellt werden. Das fertige Objekt kommt dann in den Ofen, was den Kunststoff aus der Mischung verschwinden lässt, indem er als CO2 verdampft. Das hochreine Glasprodukt wird in einem letzten Schritt erneut erhitzt und verdichtet.

Die neue Methode ermöglicht die Herstellung aus hochreinem Quarzglas für all jene Anwendungen, für die bisher lediglich Kunststoffe eingesetzt werden. Sie bietet der glasverarbeitenden Industrie ebenso neue Möglichkeiten wie der optischen Industrie, der Mikroelektronik, Biotechnologie und Medizintechnik. „Das Verfahren eignet sich für die Massenproduktion und macht Quarzglas in der Herstellung und im Einsatz billiger, nachhaltiger und energieeffizienter als Spezialkunststoff“, betont Rapp. Die Großproduktion solle aber von anderen übernommen werden, die dafür die Rechte erwerben müssten, so der Gründer. „Wir haben vom KIT eine Exklusivlizenz auf unser Patent, die Unterlizensierung ist eines der Geschäftsmodelle unserer Firma.“

Glassomer kann wie Kunststoff geschnitzt, gefräst, gedreht, gelasert oder in CNC-Maschinen bearbeitet werden.

Glassomer kann wie Kunststoff geschnitzt, gefräst, gedreht, gelasert oder in CNC-Maschinen bearbeitet werden.

Auch wenn die Glassomer GmbH mittlerweile am NeptunLab Freiburg zu Hause ist, so sind die Gründer nach wie vor eng mit dem KIT verbunden. Die Vorbereitung der Gründung wurde intensiv vom Team der KIT-Gründerschmiede begleitet.Aktuell sucht das Team nach geeigneten Partnern aus der Industrie, die ihre Vision von der Glasfertigung der Zukunft teilen. Auf lange Sicht planen die Gründer eine mittelgroße Fertigung und Entwicklungsabteilung aufzubauen, die die Technologie weiterentwickelt, aber auch Produkte herstellt.

Kontakt:

Glassomer GmbH / NeptunLab

Department of Microsystems Technology

Universität Freiburg

E-Mail: info@glassomer.com

Homepage: www.glassomer.com

Bildrechte: KIT – Markus Breig

 

 

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