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Schon im Dezember stellte der deutsche Hersteller Nanoscribe den 3D-Drucker Photonic Professional GT2 vor. Dieser Drucker soll neue Herstellungsprozesse von mikrooptischen Komponenten ermöglichen. Bei der Fachmesse Photonics West 2019 zeigt Nanoscribe erstmals Fertigungsprozesse vom 3D-gedruckten Polymer-Master zum Serienprodukt.
Mit der neuen Maschine des deutschen Herstellers können hochpräzise Polymer-Master gedruckt und für die replizierende Fertigung von Mikrooptiken verwendet werden. Kleine Optiken mit submikrometergenauen Details werden beispielweise in mobilen und Augmented-Reality-Anwendungen sowie in der Sensorik und Automobilindustrie benötigt. Auch hochspezialisierte Lösungen für die Medizintechnik können damit entwickelt werden.
Auf der SPIE Photonics West in San Francisco (USA), der internationalen Leitmesse für Optik und Photonik, präsentiert Nanoscribe erstmals die Prozessschritte zur Serienfertigung von Mikrooptiken. Ausgangpunkt hierfür ist eine 3D-gedruckte Polymer-Struktur als Master. Aufgrund der hohen Anforderungen an Formgenauigkeit und Oberflächengüte ist die Fertigung von Mikrooptiken besonders anspruchsvoll. Mit herkömmlichen Fertigungsmethoden sind innovative mikrooptische Designs oft nicht realisierbar. Zudem geht es auch bei der Fertigung von Mikrooptiken um kürzere Produktionszeiten und reduzierte Kosten.
Serienfertigung im Spritzgussverfahren
3D-gedruckte Polymer-Master eignen sich für gängige industrielle Prozesse der Serienproduktion wie Spritzguss, Heißprägung und Nanoimprint-Lithografie. So wird beispielsweise der Master eines Mikrolinsen-Arrays durch Galvanoformung in einen Nickel Shim abgeformt. In diese Spritzgussform wird ein thermoplastisches Polymer eingespritzt, beispielsweise PMMA (Polymethylmethacrylat) oder PC (Polycarbonat). Innerhalb von Sekunden kühlt das geschmolzene Thermoplast ab und verfestigt sich, wodurch in kurzer Zeit viele Duplikate mit Submikrometerpräzision entstehen. Dieser Standardprozess verkürzt die Produktionszeit und die Stückkosten für Produkte, die in großen Stückzahlen benötigt werden. Eine alternative Methode zur Serienfertigung ist die Replikation eines lichtempfindlichen Materials mit Negativstempeln aus PDMS (Polydimethylsiloxan) durch UV-Abformung. Auf der SPIE Photonics West 2019 präsentiert Nanoscribe beide Prozesse zur Serienproduktion von Mikrostrukturen – Spritzguss und UV-Abformung.
Auf der Photonics West 2019 zeigt Nanoscribe auch sogenannte Multilevel Diffractive Optical Elements (DOE), die mit dem Photonic Professional GT2 hergestellt wurden.
Der Artikel basiert auf eine Pressemeldung von Nanoscribe
