Hochauflösender 3D-Druck

Mehr Laserpower für schnellere Produktion

Der Einsatz starker Laser erlaubt einem österreichischen Spezialisten für Zwei-Photonen-Polymerisation-3D-Druck (2PP) die hochpräzise und schnelle Produktion sowohl im Nano- als auch im Mikro- und Mesobereich.

  • Im 2PP-Verfahren hergestellte Eiffelturmmodelle

    Hier im 2PP-Verfahren hergestellte Eiffelturmmodelle im Größenbereich von 200 Mikrometer bis 4 Zentimeter Höhe, zeigen, wie exakt feinste Details wiedergegeben werden können.

  • Highend-3D-Drucksystem

    Die Upnano GmbH aus Wien hat das Highend-3D-Drucksystem „NanoOne“ entwickelt.

Starke Laserpower, optimierte optische Aufbauten, die patentierte adaptive Auflösung und smarte Algorithmen für den Scanner machen im hochpräzisen 3D-Druck einiges möglich: etwa die Produktion über zwölf Größenordnungen mit Auflösungen im Nano- und Mikrometerbereich – und das in bisher unerreichter Geschwindigkeit. Die Upnano GmbH aus Wien, ein Spin-out der dortigen Technischen Universität, hat das Highend-3D-Drucksystem „NanoOne“ entwickelt, das Kunststoffbauteile mit einem Volumen von 100 bis 1012 Kubikmikrometer herstellen kann und nicht mehr als 30 bis 540 Minuten für deren Produktion benötigt.

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Durchbruch durch Laserstärke

„Für unser Drucksystem haben wir eine innovative adaptive Auflösungstechnologie entwickelt und patentiert“, erklärt Peter Gruber, Leiter Technologie und Mitbegründer von Upnano. „Zusammen mit ebenfalls inhouse codierten Algorithmen und vor allem mit einem eigens entwickelten optischen Aufbau können wir Laser mit einer Stärke im Wattbereich einsetzen. Das ist zigmal stärker als bei vergleichbaren Systemen.“ Die stärkere Laser-Power liefert auch bei Anpassung der Auflösung genügend Energie, um die notwendige Polymerisation des Druckmaterials zu erzielen.

„Ein Vorteil“, betont Bernhard Küenburg, Geschäftsführer der Upnano, „der insbesondere im Mesobereich voll zur Geltung kommt und unserem System dort wesentlich raschere Produktionen ermöglicht. Nimmt man unsere patentierte adaptive Auflösungstechnologie noch dazu, dann gelingt die Produktion von mehreren Zentimeter großen Bauteilen, die Strukturen von wenigen Mikrometern aufweisen, in sehr raschen Zyklen. Denn dieser Algorithmus erlaubt eine Aufweitung der Laser-Spotgröße bis zu Faktor zehn, angepasst an die jeweilige Konfiguration des Bauteils.“ Ein einfacher Objektivwechsel ermöglicht mit demselben System auch die Herstellung von Stücken im Mikrobereich, die eine Auflösung im Nanometerbereich haben.

Von F&E zu Industrie

Dank dieser hohen Flexibilität und Versatilität erhält das System bereits kurz nach seiner Einführung in F&E und der Industrie zunehmend Anerkennung. Ein Anwendungsbeispiel ist die Herstellung von Mikronadeln mit exakt dimensionierten und definierten Formen der Spitze, Flüssigkeitskanäle und Reservoire für den Einsatz in Medizin und Forschung. Auch möglich ist eine funktionstüchtige Feder mit einer Höhe von 6 Millimetern, die in weniger als 6 Minuten gedruckt wurde. Sogar 2-Komponententeile, die bewegliche Teile umfassten und für medizintechnische Anwendungen hergestellt werden, wurden bereits hergestellt.

Bildquelle: Upnano

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