Leben
12.03.2012

Weltrekord für 3D-Drucker der TU Wien

Hochpräzisions-Drucker kreiert winzige Objekte im Nanometer-Bereich in Rekord-Geschwindigkeit.

Mikroskopisch kleine Details ausdrucken, in drei Dimensionen – das wird durch die "Zwei-Photonen-Lithographie" möglich. Diese Technologie kann zum Herstellen von winzigen maßgeschneiderten Strukturen genützt werden. Forschungsteams der TU Wien konnten diese Technologie nun verbessern: Der Hochpräzisions-3D-Drucker der TU Wien druckt um Größenordnungen schneller als bisherige Geräte. Dadurch ergeben sich ganz neue Anwendungsperspektiven – etwa in der Medizin.

Geschwindigkeits-Weltrekord

Die 3D-Drucker verwenden flüssiges Harz, das genau an den gewünschten Stellen durch fokussierte Laserstrahlen ausgehärtet wird. Der Brennpunkt des Laserstrahls wird mit beweglichen Spiegeln durch das Harz gelenkt und hinterlässt dort eine ausgehärtete Polymer-Linie mit einem Durchmesser von weniger als einem Zehntausendstel Millimeter (100 nm). Bei dieser Genauigkeit lassen sich sogar fein strukturierte Skulpturen von der Größe eines Sandkorns anfertigen.

"Das Problem war bisher, dass diese Methode recht langsam war", sagt Professor Jürgen Stampfl vom Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnologie der TU Wien. "Bisher hat man die Druckgeschwindigkeit in Millimetern pro Sekunde gemessen – unser Gerät schafft in einer Sekunde fünf Meter." In der Zwei-Photonen-Lithographie ist das Weltrekord.

Spiegelbewegung

Diese Geschwindigkeitssteigerung war durch ein Zusammenspiel mehrerer neuer Ideen möglich. "Wesentlich war es, die Steuerung der Spiegel zu verbessern", sagt Jan Torgersen (TU Wien). Die Spiegel sind während des 3D-Druckvorganges ständig in Bewegung. Speziell auf die Beschleunigungs- und Abbremsphasen muss sehr genau geachtet werden, wenn man bei extrem hoher Druckgeschwindigkeit noch immer höchst präzise Ergebnisse haben möchte.

Welche Vorraussetzungen im molekularen Bereich für die 3D-Druck-Technologie notwendig sind und welchen Nutzen jene für die Industrie hat, lesen Sie in der Langversion dieses Artikels auf futurezone.at.