I århundraden, elfenben användes ofta för att göra konstföremål. Men för att skydda elefantpopulationer, handeln med elfenben förbjöds internationellt 1989. För att återställa delar av gamla konstföremål med elfenben, man måste därför tillgripa ersättningsmaterial - till exempel ben, skal eller plast. Dock, det har inte funnits en riktigt tillfredsställande lösning hittills.

TU Wien (Wien) och 3D -utskriftsföretaget Cubicure GmbH, skapad som en spin-off av TU Wien, har nu utvecklat ett högteknologiskt substitut i samarbete med ärkestiftet i Wiens avdelning för vård av konst och monument och Addison-restaurering:det nya materialet "Digory" består av syntetiskt harts och kalciumfosfatpartiklar. Det bearbetas i en het, flytande tillstånd och härdat i 3D -skrivaren med UV -strålar, exakt i önskad form. Det kan sedan poleras och färgmatchas för att skapa en bedrägligt äkta elfenbensersättning.

Vackert och mekaniskt stabilt

"Forskningsprojektet började med en värdefull statskista från 1600-talet i församlingskyrkan Mauerbach, "säger professor Jürgen Stampfl från Institute of Materials Science and Technology vid TU Wien." Det är dekorerat med små elfenbensprydnader, några av dem har gått förlorade med tiden. Frågan var om de kunde ersättas med 3D -utskriftsteknik. "

Teamet hade redan erfarenhet av liknande material:forskargruppen arbetar också med keramiska material för tandteknik, till exempel. Ändå, det var en utmanande uppgift att utveckla ett lämpligt substitut för elfenben:"Vi var tvungna att uppfylla en rad olika krav samtidigt, säger Thaddäa Rath, som arbetade med projektet som en del av sin avhandling. "Materialet ska inte bara se ut som elfenben, styrkan och styvheten måste också vara rätt, och materialet ska kunna bearbetas. "

Stereolitografi i 3D -skrivaren

Genom många experiment, Thaddäa Rath och andra medlemmar i teamet från TU Wien och Cubicure lyckades hitta rätt blandning:Små kalciumfosfatpartiklar med en medeldiameter på cirka 7 µm var inbäddade i ett speciellt harts, tillsammans med extremt fint kiseloxidpulver. Blandningen bearbetas sedan vid hög värme i Cubicures 3D -skrivare med hjälp av den heta litografiprocessen:Lager för lager, materialet härdas med en UV -laser tills hela objektet är klart.

"Du måste också komma ihåg att elfenben är genomskinlig, "förklarar Thaddäa Rath." Endast om du använder rätt mängd kalciumfosfat kommer materialet att ha samma genomskinliga egenskaper som elfenben. "Efteråt, föremålets färg kan beröras - teamet uppnådde bra resultat med svart te. De karakteristiska mörka linjerna som normalt löper genom elfenben kan också appliceras efteråt med hög precision.

Inga fler tandar!

Inom restaureringsområdet, detta är ett stort steg framåt:Med det nya materialet "Digory, "inte bara är bättre, vackrare och lättare att arbeta med substitut för elfenben tillgängligt än tidigare, 3D -tekniken gör det också möjligt att återge de finaste detaljerna automatiskt. Istället för att noggrant hugga ut dem av elfenbensersättningsmaterial, objekt kan nu skrivas ut på några timmar.

"Med våra specialutvecklade 3D -utskriftssystem, vi bearbetar olika materialformuleringar för helt olika tillämpningsområden, men det här projektet var också något nytt för oss, "säger Konstanze Seidler från Cubicure." Hur som helst, det är ytterligare ett bevis på hur olika de möjliga tillämpningarna av stereolitografi är. "

Teamet hoppas att det nya materialet "Digory" kommer att bli allmänt accepterat i framtiden-som ett estetiskt och mekaniskt högkvalitativt elfenbensersätt, för vilken ingen elefant behöver förlora ett brosme.