Onderzoekers van de technische universiteit van Wenen hebben een wereldrecord 3D printen gevestigd. Ze slagen erin met twee fotonen lithografie zeer precieze miniatuurcomponenten te printen met een snelheid van 5 meter per seconde.
Vloeibaar hars
De printer gebruikt vloeibaar hars als materiaal. Een laserstraal hardt dit uit op de plek waar materiaal opgebouwd moet worden. Het laserstraal wordt over het bad met vloeibaar hars geleid via beweegbare spiegels. Het uitharden gebeurt met een minimale lijndikte van 100 nm (eentienduizendste millimeter). Daarmee kunnen de Oostenrijkse wetenschappers sculpturen printen ter grootte van een zandkorrel.
Zeer hoge snelheid
Vooral de snelheid waarmee ze de microscopisch kleine onderdelen printen is baanbrekend. Want, legt professor Jürgen Stampfl van het Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnologie aan de TU Wien uit: tot nog toe gebeurde dit met een snelheid van enkele millimeters per seconde, nu haalt men dus 5 meter per seconde. En dat is in de twee fotonen lithografie een wereldrecord. “Wezenlijk is geweest dat we de aansturing van de spiegels hebben verbeterd”, geeft onderzoeker Jan Torgersen aan. Daarnaast heeft men aan de materiaalkant verbeteringen aangebracht. “In de hars zitten moleculen die door het laserlicht geactiveerd worden. Deze kunnen een kettingreactie veroorzaken, zodat ook de andere monomeren vast worden.” Deze zogenaamde initiatormoleculen worden pas dan geactiveerd als ze gelijktijdig twee fotonen van het laserlicht absorberen. Dat gebeurt door de laserstraal sterk te focusseren. Ook deze verbetering draagt bij aan de verhoging van de snelheid.
Niet laagsgewijs
De nieuwe printtechnologie uit Wenen verschilt in nog meer opzichten van de tot nog toe gangbare technieken. Zo kunnen de Oostenrijkers op elke willekeurige plek het vloeibaar hars uitharden. Dat hoeft niet perse op een uitgeharde laag te gebeuren. Dit scheelt vooral tijd, omdat de uitgeharde laag niet voorbewerkt hoeft te worden voor het printen van de volgende laag.
Industriële toepassingen
Volgens het onderzoeksteam van de TU Wien is de technologie (twee fotonen lithografie) door deze doorbraak interessant voor industriële toepassingen. In een vervolgonderzoek gaat men aan de slag met incompatibele materialen, voor bijvoorbeeld medische toepassingen. Maar ook voor zeer precieze componenten en voor toepassingen uit de nanotechnologie is de printer geschikt.
Bekijk hier een realistische video van het 3D printen:
Meer informatie:
