Nano-Drucker schafft neuen Rekord

13. März 2012, 11:00 Uhr | Archiv

Ein neuer 3D-Drucker der Technischen Universität Wien hat einen neuen Geschwindigkeitsrekord beim Erstellen von plastischen Formen in Nanogröße erzielt. Das Gerät erreicht eine Leistung von bis zu fünf Metern in der Sekunde und bietet zukünftig besonders im Bereich der Medizin vielseitiges Anwendungspotenzial. Nun sucht man nach Partnern für die Umsetzung konkreter Vorhaben, erklärt Projektassistent Jan Torgensen.

Stephansdom: Wiener Wahrzeichen im Nanoformat - (Foto: TU Wien)

Mit seiner Performance deklassiert der Drucker aus Wien seine „Konkurrenz“ gleich um mehrere Größenordnungen, denn bislang war „Millimeter pro Sekunde“ die übliche Angabe für die Druckgeschwindigkeit. Erreicht wird dies hauptsächlich durch zwei Elemente: Die Verbesserung der Spiegelsteuerung für die Fokussierung des Lasers und die Verwendung eines alternativen Druckverfahrens.

Bisher erfolgte die Ausformung dreidimensionaler Objekte stets Schicht für Schicht, was den Prozess langwierig machte, da die Oberfläche des jeweiligen Materials vorangehend einer Präparierung bedurfte. Das speziell abgemischte, flüssige Harz, das an der TU Wien im Einsatz ist, erfordert dies jedoch nicht. Hier ist die Erhärtung und Ausformung innerhalb des Volumens des Materials möglich.

„Das Harz enthält Moleküle, die vom Laserlicht aktiviert werden. Diese können dann an anderen Bausteinen, sogenannten Monomeren, eine Kettenreaktion auslösen, sodass sie fest werden“, erklärt Torgensen. Sie werden erst getriggert, wenn sie jeweils zwei Photonen des Laserstrahls absorbieren, was nur bei starker Fokussierung des Lichtstrahls geschieht. Dieser Prozess wird „Zwei-Photonen-Lithographie“ genannt.

Der 3D-Drucker, der das Ergebnis eines breiten, interdisiziplinären Projekts darstellt, arbeitet nicht nur schnell, sondern auch hochpräzise. Zur Demonstration haben die Forscher mehrere Skulpturen in Nanogröße angefertigt, darunter einen Formel-1-Wagen und ein Miniaturmodell der Londoner Towerbridge. Die möglichen Einsatzgebiete für das Hightech-Device sind vielfältig.

„Man kann es etwa im Bereich des ‚Tissue Engineering‘ verwenden“, schildert Torgensen. „Mit der Technik lassen sich Schablonen für die Zellbesiedelung herstellen, etwa um organische Komponenten mithilfe von Hautzellen herzustellen.“ Aktuell ist man auf der Suche nach einem biokompatiblen Harz und Partnern aus Forschung und Industrie, mit welchen man sich an die Umsetzung konkreter Ziele machen möchte.

Die Entwicklung und Komponenten des Rekord-Druckers waren auch nicht ganz billig. Die Zusammenstellung eines ähnlichen Systems würde nach Schätzung von Torgensen mit mehr als 200.000 Euro zu Buche schlagen. Allein die Lasereinheit, die teuerste Komponente der Apparatur, hat einen Wert von rund 60.000 Euro.

Wie so ein Druck in Echtzeit aussieht, kann man in einem YouTube-Video sehen:

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(Georg Pichler/Marco Schürmann | Quelle: pressetext.com)

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