Een krachtige laser, geoptimaliseerde optische weg, een gepatenteerde adaptieve resolutietechnologie, en slimme algoritmen voor laserscannen hebben UpNano mogelijk gemaakt, een in Wenen gevestigd hightechbedrijf, om 3D-prints met een hoge resolutie te produceren zoals nooit tevoren.

"Onderdelen met een resolutie op nano- en microschaal kunnen nu worden geprint over 12 orden van grootte - binnen tijden die nooit eerder zijn bereikt. Dit is bereikt door UpNano, een spin-out van de TU Wien, die een high-end twee-foton polymerisatie (2PP) 3D-printsysteem ontwikkelde dat polymere onderdelen kan produceren met een volume variërend van 100 tot 1012 kubieke micrometer. Tegelijkertijd maakt de printer een resolutie op nano- en microschaal mogelijk, ', zegt het bedrijf in een verklaring.

Onlangs demonstreerde het bedrijf dit opmerkelijke vermogen door vier modellen van de Eiffeltoren te printen, variërend van 200 micrometer tot 4 centimeter, met een perfecte weergave van alle minuscule structuren binnen 30 tot 540 minuten. Hiermee, 2PP 3D-printen is klaar voor toepassingen in R&D en industrie die tot nu toe onmogelijk leken.

Volgens het bedrijf, de ultraprecieze productietechnologie van 2PP 3D-printen kon tot nu toe alleen worden geoptimaliseerd voor een zeer beperkt schaalbereik. Ook, productie in het centimeter-bereik (meso-bereik) duurde extreem lang en was dus onaantrekkelijk voor kwantitatieve productie in de industrie. UpNano demonstreert nu wat onmogelijk leek:hun NanoOne-printsysteem kan zeer nauwkeurige specimens produceren met een resolutie van nano- en micrometers die variëren van centi-, tot milli- tot micrometer groot. En dit binnen enkele minuten.

Fotonen met kracht

"We hebben een innovatieve adaptieve resolutietechnologie ontwikkeld en gepatenteerd voor ons 3D-printsysteem, " legde Peter Gruber uit, hoofd technologie en mede-oprichter van UpNano.

"Samen met een geoptimaliseerd optisch pad en slimme algoritmen, we kunnen het volledige laservermogen gebruiken tot 1 Watt, dat is meerdere malen meer dan in vergelijkbare systemen, " hij voegde toe.

Zo'n krachtige laser levert voldoende energie voor afdrukken op hoge snelheid, vooral in de modus met adaptieve resolutie. Dit, in feite, is een belangrijk voordeel ten opzichte van andere systemen die zwakkere lasers gebruiken en daardoor een beperkte doorvoer hebben.

"Het voordeel van deze innovatie, " voegde Bernhard Küenburg toe, CEO van UpNano, "is het meest opvallend in de meso-reeks. Het NanoOne-systeem biedt aanzienlijk snellere productietijden dan andere systemen. Voeg hier onze gepatenteerde adaptieve resolutietechnologie aan toe en je krijgt de mogelijkheid om centimetergrote objecten met een micrometerresolutie in korte productiecycli te printen ."

Dit algoritme maakt een verbreding van de laserspot tot een factor 10 mogelijk in overeenstemming met de specificaties van het afgedrukte exemplaar. Een eenvoudige verandering van doelstellingen (er zijn verschillende beschikbaar, variërend van 4x vergroting tot 100x) maakt de productie mogelijk van onderdelen in het microbereik met resoluties op nanometerschaal.

Dit, te, is veel sneller dan andere systemen dankzij de specifieke optische paden, de geoptimaliseerde scanalgoritmen en de gepatenteerde adaptieve resolutietechnologie. In feite, de NanoOne is in staat om objecten te vervaardigen met volumes van 12 orden van grootte. Afmetingen in het micrometerbereik zijn evengoed mogelijk als in het centimeterbereik, met behoud van een ultrahoge resolutie. En dat alles in de kortst mogelijke tijd.

Dankzij deze grote veelzijdigheid, het systeem heeft direct na de introductie grote belangstelling gewekt in R&D en in de industrie. Een voorbeeld van gebruik in geneeskunde en onderzoek is de productie van micronaalden met nauwe toleranties en gedefinieerde kenmerken zoals de scherpe punt, de canule of het reservoir.

Functionele micromechanische onderdelen weerspiegelen een ander interessant toepassingsgebied voor de UpNano-technologie. Een benchmarkvoorbeeld is een functionele veer met een hoogte van 6 millimeter bedrukt in minder dan zes minuten of tweecomponentenonderdelen met meegeleverde beweegbare elementen, afgedrukt in enkele afdruktaken voor med-tech toepassingen.

Filters zijn de derde van talrijke voorbeelden die het groottebereik van de NanoOne demonstreren. Maten van enkele vierkante centimeters met poriegroottes in het lage eencijferige micrometerbereik kunnen binnen enkele uren worden geprint.

"Dergelijke filters hebben exact gedefinieerde poriegroottes voor 100 procent van alle poriën, ", legt Küenburg uit. Variaties in poriegroottes zijn dus evengoed verleden tijd als onbevredigende filterresultaten. de NanoOne van UpNano biedt een nieuwe horizon voor filter- en scheidingsprocessen - een horizon die de innovatieve kracht van het bedrijf illustreert.