Hochaufgelöste 3D-Mikrofabrikation
Strukturen in Millimetergröße mit µm-Präzision: Mit dem Nachfolgemodell ›Photonic Professional GT2‹ bietet Nanoscribe, Eggenstein-Leopoldshafen, als Hersteller von 3D-Druckern für die Mikrofabrikation, neue Lösungen für die additive Fertigung und maskenlose Lithografie. Dank optimierter Hard- und Softwarekomponenten sowie dem speziell für größere Volumina entwickelten Druckmaterial ›IP-Q‹ können hochaufgelöste Mikrostrukturen bis zu einer Bauhöhe von 8 mm hergestellt werden. Objekte mit Submikrometerdetails ab typischerweise 160 nm bis in den Millimeterbereich auf einer Fläche von bis zu 100 mm x 100 mm lassen sich nun in kurzer Zeit realisieren.
Je nach gewünschter Größe und Auflösung stehen den Nutzern auf ihre Anwendungen zugeschnittene Sets mit Objektiven, Substraten, Materialien und automatisierten Prozessen zur Verfügung. Möglich ist die Fabrikation von Einzelelementen mit hoher Formgenauigkeit und Oberflächenglattheit, wie sie zum Beispiel für Mikrolinsen in der Smartphone-Industrie oder für filigrane Gitterstrukturen in der Zellbiologie gebraucht werden. Ebenso können hochpräzise Master für formgebende Verfahren der Serienfertigung hergestellt werden. Insbesondere dort, wo großvolumige Strukturen in einer Größenordnung von Millimetern benötigt werden, wie für mikrofluidische Elemente (Filter oder Düsen), für Lab-on-a-Chip-Anwendungen oder beim Mikro-Rapid-Prototyping, sind mit dem neuen 3D-Drucker deutliche Verkürzungen der Produktentwicklungszyklen möglich. Dank der Vielfalt bedruckbarer Substrate können auf dem Feld von Sensorik und Aktorik verschiedene Produktkomponenten schnell und ohne weitere Justage- oder Montagevorgänge zielgenau auf MEMS-Bauteile oder auf Silizium-Chips gedruckt werden. Auch in der Medizin, wie zum Beispiel durch den direkten Druck von Mikrooptiken auf Glasfasern für minimal invasive Endoskope oder bei der Herstellung von Mikronadeln zur schmerzfreien Medikamentengabe durch die Haut, eröffnen sich, so das Unternehmen, neue Möglichkeiten.
Funktionsprinzip der Zwei-Photonen-Polymerisation
Die Systeme des Anbieters kombinieren die Technik der Zwei-Photonen-Polymerisation mit dem Workflow eines 3D-Druckprozesses. Dabei härtet ein ultrapräzise geführter Fokus eines Femtosekunden-Lasers ein fotosensitives Material Lage für Lage aus. In einem einfachen Workflow unterstützt eine speziell für den Druckprozess entwickelte Software den Import von CAD-Modellen mit umfangreichen Konfigurationsmöglichkeiten samt einer breiten Auswahl voreingestellter Parameter. Eine 3D-Vorschau sowie eine Livecam unterstützen den Anwender in Anpassung und Überwachung des Druckvorgangs. Die eigenen Softwareprogramme ›DeScribe‹ und ›NanoWrite‹ wurden für die neue Druckergeneration weiterentwickelt. Mit intelligenten Druckstrategien werden bis zu zehnfach höhere Druckgeschwindigkeiten erreicht. Die Drucker können unterschiedlich komplexe Strukturen herstellen, beispielsweise photonische Strukturen in 2D, hemisphärische Mikrolinsen mit senkrechten Steigungen in 2,5D und anspruchsvolle 3D-Objekte wie gasdynamische Mikrodüsen. Mit replizierbaren Topographien gedruckte Teile können auch als Polymermaster für formprägende Fertigungsverfahren dienen. Unter Anwendung galvanotechnischer Verfahren werden hierfür 3D-gedruckte Polymermaster metallisiert, um als Nickel-Shim für die Massenfertigung beispielsweise im Spritzguss genutzt zu werden.
Hersteller:
Nanoscribe GmbH
76344 Eggenstein-Leopoldshafen
www.nanoscribe.com