ENGINEERINGNET -- Een nieuw type 3D-microprinter van het Duitse bedrijf nanoscribe gaat daar nu verandering in brengen.
Nanoscribe, een spin-off van het Karlsruher Institut für Technologie in Duitsland, heeft een tabletop 3D microprinter ontwikkeld, die gecompliceerde microstructuren 100 maal sneller kan printen dan tot nu toe mogelijk is.
"Als het een uur duurde om iets te printen, kan het nu binnen een minuut", zegt Michael Thiel, chief scientific officer bij Nanoscribe.
Volgens Thiel moet het mogelijk zijn om in de toekomst de microprinttechniek van zijn bedrijf nog verder te versnellen. nanoscribe wil de machine in de tweede helft van het jaar gaan verkopen
Het 3D-printen van speelgoed, smartphone-hoesjes of speelgoed blijft de aandacht trekken, maar ook op een veel kleinere schaal kan de 3D-printer zijn nut bewijzen. Printen op micrometerschaal blijkt al veelbelovend voor het maken van medische en elektronische componenten.
Het printen van microstructuren, met afmetingen van een paar honderd nanometer, kan nuttig zijn voor het maken van hartstents, micronaalden voor pijnloze injecties, ‘gecko' kleefmaterialen, delen van chips voor microfluïdica, en ‘steigers' om cellen en weefsel tegen te laten groeien.
Een ander belangrijk toepassingsgebied zou kunnen liggen in de elektronicaindustrie, waar het aanbrengen van patronen op nanoschaal nu alleen mogelijk is met langzame, dure technieken.
Met 3D-printing kunnen snel en goedkoop polymeer templates worden gerealiseerd, die zouden kunnen worden gebruikt voor het maken van metallische structuren.
Tot dusverre wordt 3D-microprinting alleen gebruikt in onderzoekslaboratoria, omdat het nogal traag is. Veel laboratoria over de hele wereld gebruiken daarvoor de eerste versie van de printer van Nanoscribe.
De nieuwe, snellere versie zal ook in commerciële toepassingen worden gebruikt. "Ik ben ervan overtuigd dat de hogere snelheid binnen korte tijd tot een doorbraak in de industrie zal leiden", verwacht Thiel.
De techniek achter de meeste 3D-microprinters heet twee-foton polymerisatie. Dat behelst het focussen van twee ultrakorte impulsen van een nabij-infrarood laser op een lichtgevoelig materiaal. Het materiaal polymeriseert en verhardt op de belichte plekken.
Terwijl de laserbundel in drie dimensies beweegt, creëert hij een 3D-voorwerp. Momenteel gangbare printers, inclusief de huidige van Nanoscribe, houden de laserbundel gefixeerd en bewegen het lichtgevoelige materiaal mechanisch langs drie assen, wat het printen vertraagt.
Om het proces te verscnellen werkt de nieuwe printer van Nanoscribe met een minuscule spiegel die de laserbundel onder verschillende hoeken reflecteert. Thiel denkt door het gebruik van meer lichtbundels het proces nog verder te kunnen versnellen.
De kleinste afmetingen die met de nanoscribe printer zijn te halen, liggen rond de 30 nanometer, zegt professor Julia Greer, materiaalwetenschapper op het California Institute of Technology.
"Dat is een behoorlijke uitdaging, en de Nanoscribe excelleert erin", zegt ze. "Ik denk geen enkele ander bedrijf zo'n precisie kan halen."
Het team van Greer gebruikt de eerste-generatie printer van Nanoscribe om materialen te creëren en bestuderen die kunnen worden gebruikt voor katalysatoren en om sterke, lichtgewicht structuren te bouwen. Zij geeft toe dat de traagheid van die printer een nadeel is.
(bron en foto: Engineers Online)
