3D-Druck

Tinte für 3D-Drucker erstmals lösbar

| Redakteur: Katharina Juschkat

Lasergeschriebene, dreidimensionale Mikrostrukturen lassen sich nun schreiben, auflösen und neu schreiben.
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Lasergeschriebene, dreidimensionale Mikrostrukturen lassen sich nun schreiben, auflösen und neu schreiben. (Bild: KIT)

Forscher des KIT haben ein Verfahren entwickelt, bei dem sich die 3D-Tinte von 3D-gedruckten Mikrostrukturen wieder auflösen und neu drucken lässt.

Das direkte Laserschreiben ist ein 3D-Druckverfahren, bei dem mikrometergroße Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben jetzt ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3D-Tinte für die Drucker „wegwischen“ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben. Ein Nanometer entspricht einem Millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet dem 3D-Druck neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Chemikalie löst Tinte auf

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter Laserstrahl wie ein Stift in einem Fotolack die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln, die man auch wieder löschen kann, war eine der großen Herausforderungen beim direkten Laserschreiben“, berichtet Prof. Christopher Barner-Kowollik vom KIT. Jetzt haben die Wissenschaftler eine Tinte entwickelt, deren Bausteine sich wieder voneinander trennen lassen. Das Gedruckte wird einfach gelöscht, indem es in eine Lösungschemikalie getaucht wird. An der gelöschten Stelle kann wiederum erneut geschrieben werden, so dass die Struktur mehrfach verändert werden kann.

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„Die Tinte mit Sollbruchstellen bietet eine Vielfalt an Anwendungen“, betont Doktorand und Erstautor Markus Zieger. Mit löschbarer Tinte geschriebene Formen lassen sich auch in Strukturen aus nicht-löschbarer Tinte integrieren: So wird es möglich, beim dreidimensionalen Druck Stützkonstruktionen – ähnlich wie beim Brückenbau – herzustellen und sie im weiteren Fertigungsprozess wieder zu entfernen.

3D-Petrischalen und reversible Drahtbindungen

Für die Biologie ließen sich 3D-Designer-Petrischalen weiterentwickeln, um Zellkulturen im Labor in passgerechter Raumstruktur wachsen zu lassen. „Man könnte während des Zellwachstums Teile des dreidimensionalen Mikrogerüstes wieder entfernen, um zu untersuchen, wie die Zellen auf die veränderte Umgebung reagieren“, erläutert Martin Wegener. Denkbar sei es auch, künftig mit Hilfe löschbar geschriebener, leitender Strukturen reversible Drahtbindungen als elektronische Bauteile herzustellen, so der Wissenschaftler. Durch das Mischen einer permanenten und einer nichtpermanenten Tinte ließen sich zudem die Eigenschaften des gedruckten Materials beeinflussen und es zum Beispiel mehr oder weniger porös machen.

Die beteiligten Wissenschaftler stellen das neue Verfahren unter dem Titel „Cleaving Direct Laser Written Microstructures on Demand“ erstmals in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ vor. (kj)

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