Tobias Rudolf, M. Sc.

Glas ist ein Werkstoff, der in unserem täglichen Leben eine besondere Bedeutung hat. Mit seinen physikalischen Eigenschaften, wie chemischer und thermischer Beständigkeit, Kratzfestigkeit und Transparenz, findet Glas auch in vielen technischen Bereichen Anwendung. Durch additive Fertigungsverfahren (3D-Druck) bieten sich neue Möglichkeiten in der Herstellung von Komponenten aus Glas, bspw. für optische Linsen in Lasern oder Mikroskopen.
Während des Herstellungsprozesses wird der Ausgangsstoff durch hohe Temperaturen aufgeschmolzen. Dies führt zu ein honigartiger Zustand, der als Schmelze bezeichnet wird. Diese Schmelze erstarrt beim Abkühlprozess und es kann die gewünschte Form eingestellt werden. Die Geschwindigkeit, mit welcher der Körper abkühlt, beeinflusst dabei wesentlich die finale Mikrostruktur. So entsteht bei einem langsamen Abkühlen eine kristalline Struktur, die nicht transparent und hierdurch nicht für optische Anwendung geeignet ist. Wird allerdings ein schnellen Abkühlprozess realisiert, so bildet sich eine amorphe Struktur, die transparent ist und als Glas bezeichnet wird. Die Komplexität besteht in der Wahl der optimalen Prozessparameter für jede einzelne Form, um die optimalen Eigenschaften zu erzielen. Wir am IKM entwickeln für diese Prozesse Materialmodelle, um mittels Computersimulationen die Wechselwirkung aus Prozessparametern und Eigenschaften der Mikrostruktur zu erforschen. Hierdurch leisten wir unseren Beitrag, die Qualität von additiv gefertigten Glasbauteilen zu verbessern.