Eeuwenlang, ivoor werd vaak gebruikt om kunstvoorwerpen te maken. Maar om olifantenpopulaties te beschermen, in 1989 werd de ivoorhandel internationaal verboden. Om ivoren delen van oude kunstvoorwerpen te restaureren, men moet daarom zijn toevlucht nemen tot vervangende materialen, zoals botten, schelpen of plastic. Echter, er is tot nu toe geen echt bevredigende oplossing gekomen.

TU Wien (Wenen) en het 3D-printbedrijf Cubicure GmbH, ontstaan ​​als spin-off van TU Wien, hebben nu een high-tech vervanging ontwikkeld in samenwerking met het aartsbisdom van Wenen's afdeling voor de zorg voor kunst en monumenten en Addison Restauratie:het nieuwe materiaal "Digory" bestaat uit synthetische hars en calciumfosfaatdeeltjes. Het wordt verwerkt in een hete, vloeibare toestand en uitgehard in de 3D-printer met UV-stralen, precies in de gewenste vorm. Het kan vervolgens worden gepolijst en qua kleur worden aangepast om een ​​bedrieglijk authentiek ogende ivoorvervanger te creëren.

Mooi en mechanisch stabiel

"Het onderzoeksproject begon met een waardevolle 17e-eeuwse staatskist in de parochiekerk van Mauerbach, " zegt prof. Jürgen Stampfl van het Instituut voor Materiaalwetenschappen en Technologie aan de TU Wien. "Het is versierd met kleine ivoren ornamenten, waarvan sommige in de loop van de tijd verloren zijn gegaan. De vraag was of ze konden worden vervangen door 3D-printtechnologie."

Het team had al ervaring met soortgelijke materialen:de onderzoeksgroep werkt ook met keramische materialen voor tandtechniek, bijvoorbeeld. Hoe dan ook, het was een uitdagende taak om een ​​geschikte vervanging voor ivoor te ontwikkelen:"We moesten tegelijkertijd aan een hele reeks eisen voldoen, " zegt Thaddäa Rath, die aan het project werkte als onderdeel van haar proefschrift. "Het materiaal moet er niet alleen uitzien als ivoor, de sterkte en stijfheid moeten ook goed zijn, en het materiaal moet bewerkbaar zijn."

Stereolithografie in de 3D-printer

Door tal van experimenten, Thaddäa Rath en andere leden van het team van TU Wien en Cubicure zijn erin geslaagd het juiste mengsel te vinden:kleine calciumfosfaatdeeltjes met een gemiddelde diameter van ongeveer 7 µm werden ingebed in een speciale hars, samen met extreem fijn siliciumoxidepoeder. Het mengsel wordt vervolgens op hoog vuur verwerkt in de 3D-printers van Cubicure met behulp van het hete lithografieproces:laag voor laag, het materiaal wordt uitgehard met een UV-laser totdat het volledige object klaar is.

"Je moet er ook rekening mee houden dat ivoor doorschijnend is, " legt Thaddäa Rath uit. "Alleen als je de juiste hoeveelheid calciumfosfaat gebruikt, heeft het materiaal dezelfde doorschijnende eigenschappen als ivoor." de kleur van het object kan worden bijgewerkt - het team behaalde goede resultaten met zwarte thee. De karakteristieke donkere lijnen die normaal door ivoor lopen, kunnen ook achteraf met grote precisie worden aangebracht.

Geen slagtanden meer!

Op het gebied van restauratie, dit is een grote stap voorwaarts:met het nieuwe materiaal "Digory, " is niet alleen een betere, mooier en gemakkelijker om te werken met vervanging voor ivoor beschikbaar dan voorheen, de 3D-technologie maakt het ook mogelijk om de kleinste details automatisch weer te geven. In plaats van ze nauwgezet uit ivoor vervangend materiaal te snijden, objecten kunnen nu binnen enkele uren worden geprint.

"Met onze speciaal ontwikkelde 3D-printsystemen, we verwerken verschillende materiaalsamenstellingen voor totaal verschillende toepassingsgebieden, maar dit project was ook iets nieuws voor ons, " zegt Konstanze Seidler van Cubicure. "In ieder geval het is een verder bewijs van hoe divers de mogelijke toepassingen van stereolithografie zijn."

Het team hoopt dat het nieuwe materiaal "Digory" in de toekomst algemeen geaccepteerd zal worden - als een esthetisch en mechanisch hoogwaardig ivoorsubstituut, waarvoor geen olifant een slagtand hoeft te verliezen.