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Glass Industry News

Verfahrens- und Technologieentwicklung zur additiven Fertigung strukturierter optischer Komponenten aus hochschmelzenden Gläsern mittels Hybrid-Stereo

, AG-Bliedtner

Mit einem Kick-Off-Treffen aller beteiligten Projektpartner am 4.2.2019 startete das Verbundprojekt „Hybridglas SLA“ des Förderprogramms „Richtlinie des Freistaates Thüringens zur Förderung von Forschung, Technologie und Innovation (FTI)“ gefördert durch den Freistaat Thüringen aus Mitteln des Europäischen Fond für regionale Entwicklung. Beteiligte Projektpartner sind das Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V, FCT Systeme GmbH, Qsil GmbH Quarzschmelze Ilmenau, BURMS 3D Druck Jena GmbH & Co. KG, Heraeus Quarzglas Bitterfeld GmbH & Co. KG (assoz. Partner) sowie die Ernst-Abbe-Hochschule Jena als Koordinator.

Im geplanten Vorhaben „Hybridglas-SLA“ soll eine neue und innovative additive Technologie zur Herstellung komplexer optischer Bauteile aus Quarzglas entwickelt und umgesetzt werden. Die Grundlage bildet ein patentiertes Verfahren, welches auf der Stereolithographie (SLA) beruht. Hierbei wird ein UV-aushärtendes Harz mittels Laserstrahlung selektiv belichtet und schichtweise, dreidimensionale Formkörper aufgebaut. Das Hybrid-SLA-Verfahren besteht aus einem zweistufigen Schichtprozess, bei dem modifizierte Glaspasten in dünnen Schichten aufgebracht und anschließend mit einem Druckkopf eine zweite Komponente hinzugefügt werden kann. Die Glaspasten bestehen aus einem fein-dispersen Feststoff (SiO2) sowie einem photosensitiven Binder und werden speziell für diesen Prozess entwickelt. Die simultane Verarbeitung unterschiedlich dotierter Pasten soll den Aufbau dreidimensional strukturierter Bauteile mit variabler Geometrie und Zusammensetzung ermöglichen.

Die erzeugten Bauteile werden thermisch entbindert und die resultierenden, porösen Grünkörper zunächst thermisch-chemisch gereinigt und getrocknet. Die Verglasung erfolgt unter Aktivgasatmosphäre in einem speziellen Gasdruck-Sinterofen, der im Rahmen des Vorhabens entwickelt wird. Das Anlegen eines hohen Gasdruckes ermöglicht dabei eine Verglasung bei reduzierter Temperatur und auf diese Weise eine formerhaltende Prozessführung. Nach einem Oberflächenfinish werden die so entstandenen Preformen zu strukturierten optischen Fasern verzogen, was ein absolutes Novum darstellt. Darüber hinaus sollen auch optische Komponenten exemplarisch gefertigt werden.

Das Projektkonsortium hat sich zusammengefunden und die Grundlage für eine enge Zusammenarbeit innerhalb der nächsten zwei Jahre geschaffen.

, AG-Bliedtner

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