Mit hochauflösendem 3D-Druck zu rascher Produktion

Starke Laserpower, optimierte optische Aufbauten, die patentierte adaptive Auflösung und smarte Algorithmen für den Scanner machen im hochpräzisen 3D-Druck möglich, woran andere scheitern: die Produktion über 12 Größenordnungen mit Auflösungen im Nano- und Mikrometerbereich – und das in bisher unerreichter Geschwindigkeit. Tatsächlich hat die UpNano GmbH aus Wien, ein Spin-Out der dortigen Technischen Universität, das Highend 3D-Drucksystem NanoOne entwickelt, das Kunststoffbauteile mit einem Volumen von 100 bis 1012 Kubikmikrometer herstellen kann, gerne auch mit feinsten Strukturdetails.

Die wurde vor kurzem mit vier im 2PP-Verfahren hergestellten Eiffelturmmodellen im Größenbereich  von 200 Mikrometer bis 4 Zentimeter Höhe demonstriert, mit exakter Wiedergabe aller feinsten Details, die nicht mehr als 30 bis 540 Minuten für die Produktion benötigten. Diese Leistungsfähigkeit erlaubt nun den Einsatz des 2PP 3D-Drucks für bisher unmögliche F&E und Industrieanwendungen.

3D-Druck mittels 2-Photonen Polymerisation (2PP) ist ein ultrapräzises Herstellungsverfahren, das bisher nur für einen eng begrenzten Größenbereich optimiert werden konnte. Außerdem nahm die Produktion von Bauteilen im Zentimeter-Bereich extrem lange Zeit in Anspruch und erschien damit für den industriellen Serieneinsatz ungeeignet. Die österreichische UpNano GmbH zeigt nun mit ihrem NanoOne-Drucksystem, dass es auch anders geht: Hochpräzise gefertigte Kunststoffbauteile mit einer Auflösung im Mikro- und Nanometerbereich werden damit wahlweise in Zenti-, Milli- oder Mikrometergröße hergestellt – und das in Minuten.

Anwendungen in der Industrie

Dank hoher Flexibilität und Versatilität erhält das System bereits kurz nach seiner Einführung in F&E und der Industrie zunehmend Anerkennung. Ein Anwendungsbeispiel ist die Herstellung von Mikronadeln mit exakt dimensionierten und definierten Formen der Spitze, der Flüssigkeitskanäle und der Reservoire für den Einsatz in Medizin & Forschung.

Ein anderes, spannendes Anwendungsgebiet für die UpNano-Technologie sind funktionelle mikromechanische Teile. Ein Paradebeispiel ist eine funktionstüchtige Feder mit einer Höhe von 6 Millimetern, die in weniger als 6 Minuten gedruckt wurde. Auch 2-Komponententeile wurden bereits hergestellt, die bewegliche Teile umfassten und für medizintechnische Anwendungen in einem einzigen Druckvorgang hergestellt werden konnten.

Ein drittes Beispiel, bei dem der Größenordnungsumfang des Systems voll zur Geltung kommt, ist die Produktion von Filtern. Flächen von mehreren Quadratzentimetern mit Porengrößen im kleinen einstelligen Mikrometerbereich können dabei in Stunden gedruckt werden. „Diese Filter zeichnen sich durch exakt definierte Porengrößen für 100% aller Poren aus“, erklärt Bernhard Küenburg. Variationen in der Porengröße gehören damit genauso der Vergangenheit an wie unsaubere Filtervorgänge. So ermöglicht der NanoOne von UpNano eine völlig neue Herangehensweise an Filtrier- und Separationsvorgänge und steht exemplarisch für die Innovationskraft des Unternehmens.