Das Startup Glassomer hat in Zusammenarbeit mit der Universität Freiburg einen Feedstock entwickelt, welcher die Verarbeitung von Glas im Pulverspritzgussverfahren ermöglicht. Die Kollaboration von Injex und Glassomer ermöglicht eine rasche und wirtschaftliche Umsetzung von komplexen und hochpräzisen Bauteilen aus Quarzglas.

Quelle: Neptun Lab | Universität Freiburg

Quarzglas – ein Material mit ungenutztem Potential

Seit Jahrhunderten wird Glas in den unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt. Von Kirchenfenstern bis hin zur Beschichtung von Implantaten. Die ausserordentlichen Eigenschaften dieses Materials verleihen ihm unschlagbare Vorteile. Besonders die optischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften sind denen von Kunststoff deutlich überlegen.

Trotzdem wird wo immer möglich versucht, auf Glas zu verzichten und Kunststoff als Alternative zu verwenden. Das ist in erster Linie auf die anspruchsvolle und energieintensive Verarbeitung von Glas zurückzuführen. Gleichzeit können Bauteile aus Glas nur in begrenzter Präzision hergestellt werden. Wird eine höhere Masshaltigkeit verlangt, kommen aufwändige Verfahren wie zum Beispiel Schleifen zum Einsatz, was die Produktion weiter verteuert.

Glas im Pulverspritzgussverfahren verarbeiten

Das Freiburger Startup Glassomer öffnet nun den Zugang zu diesem ungenutzten Potential von Glas. Ein neuartiger Feedstock ermöglicht die Verarbeitung von Glas auf herkömmlichen Spritzgussmaschinen. Das Quarzglas wird in ein thermoplastisches Trägermaterial eingebettet, welches bei gerade einmal 130°C verarbeitet werden kann. Der daraus resultierende Grünling hat noch eher die Eigenschaften von einem Kunststoffbauteil. Erst nachdem das Trägermaterial thermisch entfernt und das Quarzglas bei 1300°C gesintert wurde, wird das Bauteil zu richtigem Glas. Dieses ist physisch und chemisch nicht mehr von herkömmlichem Quarzglas zu unterscheiden.

Ähnliche Verfahren sind bereits für die Verarbeitung von Metallen (MIM) und Keramiken (CIM) bekannt. Glas hat sich bis jetzt aufgrund seiner Eigenschaften immer der Verarbeitung im Pulverspritzguss entzogen. Erst die neu entwickelten Verfahren der Firma Glassomer ermöglichen es, Glas als Feedstock in Granulatform herzustellen.

Dieses Verfahren wurde kürzlich in der Fachzeitschrift Science vorgestellt: «Mader, M., Schlatter, O., Heck, B., Warmbold, A., Dorn, A., Zappe, H., ... & Rapp, B. E. (2021). High-throughput injection molding of transparent fused silica glass. Science, 372(6538), 182-186.»

Glasbauteile als Prototypen und Kleinserien bei Injex

Injex, Glassomer und die Universität Freiburg kollaborieren bereits seit einiger Zeit auf dem Gebiet des Glasspritzgusses.  Die unvergleichbar schnelle Werkzeugfertigung von Injex ermöglicht rasches Testen und eine günstige Umsetzung von komplexen und hochpräzisen Bauteilen aus Quarzglas. Der von Glassomer gefertigte Feedstock kann auch inhouse gesintert werden, was die Durchlaufzeiten von der CAD-Datei zum fertigen Bauteil auf unter zwei Wochen reduziert.