Die TU Wien und das 3D-Druck-Unternehmen Cubicure GmbH, entstanden als Spin-off der TU Wien, entwickelten daher in Kooperation mit der Kunst- und Denkmalpflege der Erzdiözese Wien und Addison Restaurierung einen Hightech-Ersatz: Das neuartige Material „Digory“ besteht aus Kunstharz und Kalziumphosphatpartikeln. Es wird in heißem, flüssigem Zustand verarbeitet und im 3D-Drucker mit UV-Strahlen exakt in der gewünschten Form ausgehärtet. Anschließend kann es poliert und farblich angepasst werden, sodass ein täuschend echt wirkender Elfenbeinersatz entsteht.
„Das Forschungsprojekt begann mit einem wertvollen Schrein aus dem 17. Jahrhundert in der Kirche von Mauerbach“, sagt Prof. Jürgen Stampfl vom Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnologie der TU Wien. „Er ist mit kleinen Elfenbeinornamenten verziert, von denen im Lauf der Zeit einige verloren gegangen sind. Die Frage war, ob man sie mit 3D-Druck-Technologie ersetzen kann.“ Die Herausforderung: „Das Material soll nicht nur wie Elfenbein aussehen, auch Festigkeit und Steifigkeit müssen stimmen, es soll bearbeitbar sein“, erklärt Thaddäa Rath, die an dem Projekt arbeitete. Durch zahlreiche Experimente gelang es den Teams von TU Wien und Cubicure, die passende Mischung zu finden: Winzige Kalziumphosphatpartikel mit einem Durchmesser von etwa 7 µm wurden gemeinsam mit extrem feinem Siliziumoxidpulver in ein spezielles Harz eingebettet. Die Mischung wird dann bei großer Hitze in den 3D-Druckern von Cubicure im Hot-Lithography-Verfahren verarbeitet: Schicht für Schicht wird das Material jeweils an den gewünschten Stellen mit einem UV-Laser ausgehärtet, bis das vollständige Objekt fertig ist.
Im Bereich der Restauration ist das ein großer Schritt nach vorne: Mit dem neuen Material „Digory“ steht nicht nur ein besserer, schönerer und leichter verarbeitbarer Ersatz für Elfenbein zur Verfügung als bisher, die 3D-Technologie ermöglicht auch, feinste Details automatisch zu reproduzieren. Anstatt sie mühsam aus Elfenbein-Ersatzmaterial herauszuschnitzen, kann man Objekte nun in wenigen Stunden ausdrucken. Das Team hofft, dass sich das neue Material in Zukunft durchsetzen wird.