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Ultrahochviskoses Inkjet-Drucken

Dosieren optischer Materialien mit Viskositäten von 250 mPa·s bei Raumtemperatur: Klassische Tintenstrahl-Druckköpfe können Materialien mit Viskositäten von 10 bis 25 mPa·s jetten. Mithilfe der TF-Technik von Xaar, Cambrige (UK), lassen sich nun optische Materialien per Inkjet drucken, die deutlich höhere Viskositäten aufweisen. Delo ist Hersteller von Industrieklebstoffen mit Sitz in Windach und bedient unterschiedliche Branchen vom Automobilsektor und der Luftfahrt über die Optoelektronik bis hin zur Elektronikindustrie. Mit der Technik von Xaar wird das Material von Delo mit einer Viskosität von 250 mPa·s bei Raumtemperatur auf 43 °C erwärmt, wodurch die Viskosität auf 63,5 mPa·s sinkt und es mit den Druckköpfen von Xaar effektiv gedruckt werden kann.

 

Die Fähigkeit, Flüssigkeiten mit Viskositäten von mehr als 25 mPa·s zu drucken, bietet den Herstellern optischer Elemente in der Unterhaltungselektronik und im Automobilbereich mehr Flexibilität. Das Verfahren stellt eine Alternative und Ergänzung zur überwiegend verwendeten Imprint-Lithographie dar, etwa für die Herstellung wie Mikrolinsen.

 

Reduzierter Materialverbrauch

Zudem kann die Inkjet-Technik auch den Spin-Coating-Prozess ersetzen, was den Materialverbrauch nach Angaben von Delo um bis zu 80 Prozent reduziert. Hersteller können das Verfahren nutzen, um dünne (Schutz-)Schichten herzustellen, Verzerrungen zu korrigieren oder lichtblockierende Strukturen zu drucken. Die Inkjet-Fähigkeit erweist sich auch beim 3D-Druck als wertvoll und ermöglicht das Herstellen einzelner (Mikro-)Linsen und ganzer Mikrolinsen-Arrays.

 

Optische Materialien auf Basis von UV-härtenden Polymeren anstelle von Glas oder spritzgegossener Kunststoffe haben sich in den letzten Jahren immer mehr durchgesetzt. Sie werden als Linsen für Anwendungen wie Blitzlichter, Time-of-Flight-Sensoren oder diffraktive optische Elemente (DOEs) für strukturierte Lichtemitter und Miniaturkameras eingesetzt.

 

Delo bietet schnellhärtende UV-Materialien. Der Anbieter unterstreicht deren optische Eigenschaften sowie angepasste Brechungsindizes, hohe Transmission und Vergilbungsresistenz. Alle Materialien sind lösungsmittelfrei, bieten angepasste mechanische Funktionen und Stabilität sowie gute Dosierbarkeit und Haftung auf verschiedenen Substraten.

 

»Die Ultra High Viscosity-Fähigkeit von Xaar ermöglicht uns, optische Materialien mit digital kontrollierter Präzision zu inkjetten«, sagt Karl Bitzer, Leiter des Produktmanagements bei Delo. Das präzise Dosieren winziger Tröpfchen mit wenigen Pikolitern Volumen macht den Inkjet-Druck ideal für dünne Strukturen oder schützende Beschichtungen zur optischen Korrektur.

 

Erweiterte Funktionsmöglichkeiten

Die rezirkulierende TF-Technik sorgt für Leistung und Zuverlässigkeit, ohne dass die Düse aufgrund der ständigen Bewegung des Materials durch große Partikel blockiert wird. Darüber hinaus bietet es Herstellern optischer Elemente erweiterte Funktionsmöglichkeiten – wie Flexibilität, geringen Verlauf sowie einen erweiterten Farbbereich.

 

»Viele Druckköpfe sind jetzt mit einer Rezirkulation ausgestattet. Die beschriebene Technik zeichnet sich jedoch dadurch aus, dass die Rezirkulation direkt hinter den Düsen mit einer sehr hohen Durchflussrate erfolgt und somit das Auftragen hochviskoser Materialien ermöglicht wird«, erklärt Mike Seal, Business Development Manager bei Xaar.

 

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