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Hochauflösender 3D-Druck Startup druckt detailgetreue Burg auf einer Bleistiftspitze

Redakteur: Stefan Guggenberger

Das Startup UpNano hat ein Verfahren entwickelt, mit dem Strukturen gedruckt werden können, die hundertmal feiner als menschliche Haare sind. Die Möglichkeiten des hochauflösenden 3D-Druckverfahrens zeigen sie mit einer detailgetreuen Burg auf einer Bleistiftspitze.

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Mit bloßem Auge ist die 3D-gedruckte Burg auf der Bleistiftspitze kaum zu erkennen.
Mit bloßem Auge ist die 3D-gedruckte Burg auf der Bleistiftspitze kaum zu erkennen.
(Bild: UpNano)

Die Herstellung von Prüfkörpern in cm-Größe für die Materialcharakterisierung nach ISO-Normen ist nun erstmals mit einer Technologie gelungen, die das 3D-Drucken von Merkmalen in einer Größe von 200 Nanometern ermöglicht. Das Verfahren wurde von Forschern der TU Wien und des Startups UpNano entwickelt. Wie leistungsfähig die neu entwickelte Technologie ist, zeigt UpNano am Beispiel einer Burg, die detailgetrau auf eine Bleistiftspitze gedruckt wurde. Die Ergebnisse sehen sie in der folgenden Bildergalerie.

Bildergalerie

Hochauflösender Photopolymerdruck ist zu fortschrittlich für Standard-Prüfverfahren

Laut UpNano galt es bisher als unmöglich, mit Photopolymer und einem 3D-Drucker mit Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP), der gleichzeitig eine Auflösung im Submikrometerbereich erreichen kann, Proben in der für ISO-Tests notwendigen Größe zu drucken. Die proprietäre adaptive Auflösungstechnologie von UpNano in Kombination mit einem leistungsstarken Laser macht dies nun möglich und damit das 3D-Drucken von nm-großen Teilen mit nach ISO charakterisierten Materialien für Industrie und Wissenschaft. Die ersten Prüfkörper erlauben additiv gefertigte Objekte in der Größe von nur 200 Nanometern.

Bisher haben viele Anbieter von Materialien für hochauflösenden Photopolymerdruck ein fast absurdes Problem: Die meisten Standard-Prüfverfahren benötigen Prüfkörper, die viel größer sind, als hochauflösende 3D-Drucker herstellen können. Die 3D-Technologie ist hier also schon so weit fortgeschritten, dass sie die Rahmenbedingungen der Prüfverfahren nicht mehr einhalten kann. Da das Potenzial dieser Technologie jedoch immer deutlicher zutage tritt, benötigen sowohl Industrie als auch Forschungseinrichtungen in aller Welt zuverlässige Informationen über die Eigenschaften der großen Anzahl unterschiedlicher Materialien, die für die verschiedenen Drucktechnologien verwendet werden.

Die Biegeproben (links) mit einer Länge von 2 cm wurden in weniger als 10 Stunden hergestellt. Die Zugproben mit einer Länge von 3,5 cm (rechts) wurden in weniger als 9 Stunden gedruckt.
Die Biegeproben (links) mit einer Länge von 2 cm wurden in weniger als 10 Stunden hergestellt. Die Zugproben mit einer Länge von 3,5 cm (rechts) wurden in weniger als 9 Stunden gedruckt.
(Bild: UpNano)

Den Forschern der TU Wien und von UpNano ist nun ein Durchbruch gelungen, indem sie 30 Biegekörper und 12 Zugkörper, mit komplexer Struktur, auf UpNano-Druckern herstellen konnten. "Unsere proprietäre adaptive Auflösungstechnologie passt die Laserspotgröße entsprechend der erforderlichen Geometrie und Auflösung an. Sie ermöglicht den Anwendern des NanoOne-Druckers die Herstellung von Proben mit einer Auflösung im Nanometerbereich - oder in Größen bis zu Zentimetern", erklärt Peter Gruber, Leiter Technologie und Mitbegründer von UpNano.

Hochauflösendes Bioprinting für die Wissenschaft

Die Fähigkeiten des NanOne-Systems erfüllen nicht nur die Anforderungen der technischen Industrie, sondern auch die der Forschungseinrichtungen. Erst kürzlich hat UpNano ein komplettes System an die MedUni Wien verkauft. Hier wird das System für verschiedene Zwecke in der Forschung eingesetzt werden. Die Möglichkeit, filigrane, für die biomedizinische Forschung benötigte Strukturen wie Gerüste, Membranen oder Mikrokanäle zu drucken, wird durch das sogenannte UpBio Photopolymer erleichtert. Dieses spezielle Harz erlaubt das Zwei-Photonen-Polymerisation-3D-Drucken (2PP) in Gegenwart von lebenden eingebetteten Zellen und ist somit geeignet für die biomedizinische Forschung.

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