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3D-Drucker Hochpräziser 3D-Drucker der TU Wien bricht Geschwindigkeitsrekorde

Redakteur: Stefanie Michel

Forscher der TU Wien konnten die Zwei-Photonen-Lithographie soweit verbessern, dass der hochpräzise 3D-Drucker nun deutlich schneller druckt als bisherige Geräte. Dadurch kann man in einem gegebenen Zeitraum viel größere Objekte herstellen als bisher.

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Die Nachbildung des Wiener Stephansdoms ist geometrisch etwas vereinfacht, aber unvorstellbar klein: Nur etwas über 50 µm misst das Modell. (Bild: TU Wien)
Die Nachbildung des Wiener Stephansdoms ist geometrisch etwas vereinfacht, aber unvorstellbar klein: Nur etwas über 50 µm misst das Modell. (Bild: TU Wien)

Mit der Zwei-Photonen-Lithographie lassen sich mikroskopisch kleine Details in drei Dimensionen ausdrucken. Diese Technologie kann zum Herstellen von winzigen maßgeschneiderten Strukturen genutzt werden. Forschungsteams der TU Wien konnten diese Technologie nun entscheidend verbessern.

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 Polymerlinie mit einem Durchmesser von weniger als 100 nm. Bei dieser Genauigkeit lassen sich sogar fein strukturierte Skulpturen von der Größe eines Sandkorns anfertigen.

Höhere Geschwindigkeit beim 3D-Druck aufgrund verbesserter Steuerung der Spiegel

„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 5 m.“ In der Zwei-Photonen-Lithographie ist das Weltrekord.

Diese ungeheure Geschwindigkeitssteigerung war durch ein Zusammenspiel mehrerer neuer Ideen möglich. „Wesentlich war es, die Steuerung der Spiegel zu verbessern“, sagt Jan Torgersen von der 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.

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