Nanoscribe präsentierte Druckverfahren für den 3D-Mikrodruck

Bei der Fachmesse Formnext präsentierte das deutsche Unternehmen Nanoscribe neue Lösungen für die additive Fertigung in höchster Präzision. Mit hochauflösenden 3D-Drucker soll die Lücke zwischen der Mikro- und Makroskala geschlossen werden.

Nanoscribe wurde 2007 gegründet und ist ein Spin-Off des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Mittlerweile ist es global agierendes mittelständische Unternehmen mit über 65 Mitarbeitern. Bei der Weltleitmesse für Additive Manufacturing Formnext in Frankfurt a.M. präsentierte die Nanoscribe ein weiterentwickeltes Druckverfahren mit dem größere Strukturen im Millimeterbereich schnell und mit höchster Präzision in Mikrometergenauigkeit hergestellt werden können.

Fortschritte im 3D-Mikrodruck

Bislang kommen die Photonic Professional 3D-Drucker von Nanoscribe hauptsächlich für die Fertigung von Strukturen auf der Nano- und Mikroskala zum Einsatz. Neue Fortschritte im 3D-Mikrodruck ermöglichen nun kurze Druckzeiten auch bei größeren Objekten. Die jüngsten technologischen Erfolge verschieben die Grenzen der Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) und schließen die Lücke zwischen Mikro- und Makro-3D-Druck. Dadurch sind nun deutlich größere Objekte herstellbar, bei hoher Präzision der Strukturen. Diese öffnet laut Nanoscribe neue Anwendungsfelder. So zum Beispiel beim Rapid Prototyping funktionaler Teile, in der Biomedizintechnik oder in der Mikromechanik.

2PP im Vergleich zu anderen 3D-Drucktechnologien

Die 3D-Drucker von Nanoscribe eignen sich zur Fertigung kleiner Objekte und filigraner Strukturen. Mit ihrer Auflösung übertreffen sie gängige 3D-Drucker. Dadurch können extrem feine Strukturmerkmale von etwa hundert Nanometern gedruckt werden und neuerdings Objekte, die mehrere Millimeter groß sind. Dieses Leistungsmerkmal treibt die Entwicklung neuartiger Funktionsteile an. So können z.B. 3D-Gerüste für die Zellkultur, passgenaue Mikrolinsen auf bildgebenden CMOS-Chips oder funktionale Komponenten wie extrem kleine Zahnräder, Federn und Filter produziert werden. Darüber hinaus können mit den neuen Makrodruckfähigkeiten Nadeln, Düsen und stentartige Strukturen mit einer Länge von mehreren Millimetern hergestellt werden.

3D-gedruckte Düse

Die oben abgebildete 3D-gedruckte Düse zeichnet sich durch ihr komplexes Design mit einem inneren Kanal und einer schmalen Öffnung von gerade einmal 130 Mikrometern Durchmesser aus. Der Düsenprototyp sorgt als gasdynamische Düse für einen besonders feinen Strahl zur kontrollierten Probenbearbeitung mit einer Flüssigkeit. Die Herstellung dieser Teile im 3D-Druck profitiert von der Designfreiheit einer additiven Fertigung sowie von der hohen Auflösung, der Oberflächengüte und der hohen Formpräzision des 2PP-Druckverfahrens von Nanoscribe.

Die 3D-Drucker von Nanoscribe können laterale Detailgrößen und Auflösungen im Submikrometerbereich fertigen. Das ist laut Nanoscribe mit anderen 3D-Drucktechniken nicht möglich. Sowohl Fused Deposition Modeling (FDM; deutsch: Schmelzschichtung) als auch das Selektive Lasersintern (SLS) sind in ihrer vertikalen und lateralen Auflösung auf Detailgrößen und Schichtabstände im Bereich von mehreren hundert Mikrometern begrenzt. Die Stereolithographie (SLA), das Digital Light Processing (DLP) und das Polyjet-Modeling erreichen als 3D-Technologien zwar eine höhere Präzision als FDM und SLS, bei der Herstellung von kleinen, hochpräzisen Teilen kommen auch diese Technologien wegen ihrer eingeschränkten Auflösung an ihre Grenzen.

Der Artikel basiert auf eine Pressemeldung von Nanoscribe