3D Mikrodruck auf Basis der Zwei Photonen Polymerisation

Nanoscribe entwickelt und vertreibt 3D-Drucker und Graustufen-Lithografiesysteme für die Mikrofabrikation, darunter den Quantum X shape. Das Laserlithografie System basiert auf der Zwei-Photonen-Polymerisation und kombiniert proprietäre Drucktechnologien. Nachfolgend stellen wir Ihnen Neuentwicklungen und Anwendungen der 3D Mikrodrucker vor.

Inhalt

• 3D-Mikrofabrikation für Druck zentimetergroßer Strukturen
  • Höchste Genauigkeit bei hoher Geschwindigkeit
• Cochlea Implantat mit 3D Druck von Mikrostrukturen verbessert
• 3D-Druck von Sensoren für extrem leistungsfähige Linsen
  • Mikro Objektivlinsen von Tele bis Weitwinkel
  • Für Industrie 4.0 Anwendungen geeignet
    
    

3D-Mikrofabrikation für Druck zentimetergroßer Strukturen

09.03.2022 | Nanoscribe stellt das Extra Large Features (XLF) Print Set vor, welches den Fertigungsbereich des hochpräzisen 3D-Drucker Quantum X shape erweitert. Damit wird der auf der Zwei Photonen Polymerisation basierende Mikrodruck von nano- und mikroskaligen Strukturen auf millimeter- und zentimetergroße Objekte möglich. Es bleiben filigrane Details und besonders komplexe Strukturen erhalten. Insbesondere beschleunigt das neue XLF Print Set den hochpräzisen 3D-Druck um ein Vielfaches. Damit eignet sich Quantum X shape erstmals als Werkzeug für die Serienproduktion voluminöser millimetergroßer und sogar zentimetergroßer Objekte.

Die hochpräzise 3D Druck Technologie von Nanoscribe basiert auf der Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP). Damit ist er präziser als vergleichbare Technologien wie die hochauflösende SLA und DLP oder Projektions Mikro Stereolithografie (PµSL). Die mittels Zwei-Photonen-Polymerisation basierten 3D-Druck erzielten Druckergebnisse sind zwei- bis fünfmal genauer als jene vergleichbarer Mikrofabrikation.

Bislang war 2PP auf Objektgrößen von nur wenigen mm limitiert. Mittels XLF Print Set ist das hochpräzise 3D Druck Verfahren nun nahtlos auf zentimetergroße Objekte anwendbar. In nur einem Durchgang kann die Herstellung von bis zu 30 cm³ großen Objekten erfolgen.

Höchste Genauigkeit bei hoher Geschwindigkeit

„Mit dem XLF Print Set eröffnen sich mit dem Quantum X shape ganz neue Möglichkeiten für den hochpräzisen 3D-Druck”, sagt Dr. Michael Thiel, Chief Science Officer und Mitgründer von Nanoscribe. „In erster Linie gewinnt man bei der Herstellung großer Stückzahlen von voluminösen Objekten in einem Druckvorgang enorm an Geschwindigkeit”, bringt Thiel einen zentralen Vorteil des neuen XLF Print Sets auf den Punkt.

3D Drucker | Additive Fertigung von Kunststoffteilen

Nanoscribe bietet mit den Quantum X shape eine ausgereifte Laser basierte 3D-Drucker Plattform mit zuverlässigen Workflows und einfachen Prozessen. Somit lassen sich dem neuen XLF Print Set sehr schnell genaue und formtreue Druckergebnisse erzielen. Das XLF Laser Print Set enthält ein neues Luftobjektiv mit einem fünffachen Vergrößerungsfaktor. Das führt zu einem erheblich vergrößerten Druckfelddurchmesser von bis zu 3200 µm und einem recht großen Arbeitsabstand von 18,5 mm.

Das XLF Print Set bietet zudem eine hohe Scangeschwindigkeit, einstellbare Voxelgrößen und einen hochempfindlichen Photopolymer basierten Fotolack. Es ist deshalb ideal für das Prototyping und das Manufacturing von z. B. mechanischen Teilen wie millimetergroßen Steckern und Objekten, mikrofluidischen Kanälen und Gerüststrukturen für die biomedizinische Forschung.

Cochlea Implantat mit 3D Druck von Mikrostrukturen verbessert

27.01.2020 | Wissenschaftler haben auf Basis der 3D Mikrofabrikation von Mikrostrukturen von Nanoscribe ein neuartiges Cochlea Implantat entwickelt. Mittels 3D-Druck hergestelle Mikrostrukturen geben über kleinste Strukturen Steroide ab. Damit bringen die Forscher erstmals ein hochpräzises 3D gedrucktes Steroid Reservoir und ein 2D MEMS basiertes Elektrodenarray für die Herstellung neuer Cochlea-Implantate zusammen. Das Cochlea-Implantat Design wurde zur Senkung der Restgehör Schädigung durch ein Elektroden Einführungstrauma konzipiert.

3D-Druck von Sensoren für extrem leistungsfähige Linsen

15.02.2017 | Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der Universität Stuttgart haben nun im 3D-Druck Sensoren hergestellt, die das Adlerauge auf kleiner Fläche nachbilden und das mit neuester 3D-Druck-Technologie von Nanoscribe realisieren. Adler sind in der Lage, aus 3 km Höhe eine Maus auf einer Wiese zu erkennen.

Gleichzeitig haben Adler ein sehr weites Sichtfeld, damit sie feindliche Vögel und andere Tiere, die sich von der Seite nähern, wahrnehmen können. Der Grund für den sprichwörtlichen Adlerblick sind extrem viele Sehzellen in der zentralen Fovea, einer Einsenkung im Zentrum des Gelben Flecks, dem Bereich des schärfsten Sehens. Zusätzlich haben Adler eine zweite Fovea am Augenrand, die für scharfe Sicht nach den Seiten sorgt.

Ähnliches hätte der Autofahrer gerne für sein selbstfahrendes Fahrzeug: Nach vorne soll seine Kamera besonders scharf sehen, Hindernisse erkennen und den Abstand zum Vordermann einschätzen, trotzdem soll aber auch zur Seite hin das Sichtfeld im Blick gehalten werden. Bisher brauchte man dazu eine ganze Reihe von Kameras und Sensoren rund um das Fahrzeug oder eine rotierende Kamera auf dem Dach.

Simon Thiele vom Institut für Technische Optik und seine Kollegen um Harald Giessen vom 4. Physikalischen Institut an der Universität Stuttgart haben jetzt einen Sensor entwickelt, der dieses Adlerauge auf kleiner Fläche nachbildet. Die Forschung war unter dem Dach des Forschungszentrums Scope der Universität Stuttgart angesiedelt und konnte dank neuester 3D-Druck-Technologie der Karlsruher Firma Nanoscribe realisiert werden.

Mikro Objektivlinsen von Tele bis Weitwinkel

Die Stuttgarter Forscher druckten direkt auf einen hochauflösenden CMOS-Chip einen ganzen Satz von Mikro-Objektivlinsen, die verschiedene Brennweiten und Sichtfelder haben. Die kleinste Linse hat eine Brennweite, die einem Weitwinkelobjektiv entspricht, dann folgen zwei Linsen mit eher mittlerem Sichtfeld, und die größte Linse hat eine sehr lange Brennweite und ein kleines Sichtfeld, wie ein typisches Teleobjektiv.

Der 3D-Drucker stellt die Linsen mithilfe der so genannten Zwei-Photonen-Polymerisation passgenau direkt auf dem CMOS Chip her. Bei diesem Verfahren werden zwei Photonen aus einem roten Femtosekunden-Laserpuls im Fotolack absorbiert und wirken wie ein blaues Photon, das den Vernetzungsprozess im flüssigen Fotolack in Gang setzt. Mithilfe eines Scanners wird so Lage um Lage der Freiform-Linsenstruktur geschrieben.

3D Druck Service – online und schnell

Alle vier Bilder, welche die Linsen auf dem Chip erzeugen, werden gleichzeitig elektronisch ausgelesen und verarbeitet. Dabei setzt ein kleines Computerprogramm das Bild so zusammen, dass im Zentrum das hochauflösende Bild des Teleobjektivs dargestellt wird und ganz außen das Bild des Weitwinkelobjektivs. Die Forscher testeten ihre neuartige Kamera an verschiedenen Testobjekten und konnten die Verbesserung der Auflösung im Zentrum dieses so genannten foveated imaging Systems klar nachweisen.

Für Industrie 4.0 Anwendungen geeignet

Da das gesamte Sensorsystem nur wenige mm² groß ist - die Linsen haben Durchmesser im Bereich von 100 bis wenigen 100 µm – könnten neben der Automobilindustrie auch neuartige Minidrohnen von der Technologie profitieren. Die Sensoren sind schon jetzt mit einem kleinen Minicomputer verbunden, der eine eigene IP-Adresse hat und der direkt über das Smartphone angesprochen und ausgelesen werden kann. Somit ist das System bereits für Anwendungen der Industrie 4.0 geeignet.

3D Drucker Material | von Kunststoff bis Metall

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