TU Wien sucht nach den besten Materialien für 3D-Druck

Aktuell wird an der TU Wien an einem Verfahren zum extrem präzisen 3D-Druck geforscht. Durch eine neue Testmethode soll die Suche nach Materialien vereinfacht und verbessert werden.

Grundsätzlich wurde dabei das SLA Druckverfahren, also eine Flüssigkeit die mit Hilfe eines Lasers Schicht für Schicht ausgehärtet wird. Damit das gelingt muss eine chemische Kettenreaktion in Gang gesetzt werden. Spezielle Moleküle (Initiator-Moleküle) absorbieren die Photonen des Lasers, werden dadurch aktiviert und lassen das Harz aushärten. Damit die Genauigkeit verbessert werden kann, werden Moleküle gesucht, die erst dann aktiviert werden wenn zwei Photonen auf sie treffen.

Dieser Zwei-Photonen-Prozess kann nämlich nur dort mit relevanter Wahrscheinlichkeit auftreten, wo das Laserlicht am stärksten ist – also genau in der Mitte des Laserstrahls.

Es gibt eine Vielzahl an Materialien die sich eigenen würden, jedoch nur wenn ein Laser mit genau abgestimmter Wellenlänge zum Einsatz kommt. Die Untersuchung mit verschiedenen Laserwellenlängen ist jedoch extrem mühsam.

Man hätte dasselbe Experiment immer und immer wieder mit unterschiedlichen Laser-Wellenlängen durchführen müssen, jedes Mal hätte man den Versuchsaufbau völlig neu justieren müssen, das ist in der Praxis kaum durchführbar

Daher wurde eine neue Methode entworfen: Extrem kurze Laserpulse werden verwendet, da dann die Wellenlänge nicht mehr streng definiert ist und der Laserstrahl sich aus vielen Farben zusammen setzt. Mit Prismen kann das Licht dieser Pulse dann weiter zerlegt werden und in ein zweidimensionales Licht-Blatt aufgespalten werden. Wenn man die Probe anschließend durch dieses spezielle Licht-Blatt bewegt, kann man in einer einzigen Messung analysieren wie Moleküle auf unterschiedliche Wellenlängen reagieren.

Wir erzeugen ein vollständiges Zwei-Photonen-Absorptionsspektrum in einem einzigen Arbeitsschritt.

Hinter der aktuellen Forschungsarbeit sind drei Fakultäten der TU Wien beteiligt: Institut für Angewandte Synthesechemie, Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie und die Fakultät für Physik.