2-Photonen Polymerisation (2PP) Up Nano gelingt der 3D-Druck über zwölf Größenordnungen

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Up Nano hat das Highend-3D-Drucksystem Nano One entwickelt, das Kunststoffbauteile mit einem Volumen von 100 µm³ bis 1012 µm³ inklusive feinsten Strukturdetails herstellen kann. Diese Leistungsfähigkeit erlaubt nun den Einsatz des 2PP 3D-Drucks für bisher unmögliche F&E- und Industrieanwendungen.

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Vier im 2PP-Verfahren hergestellte Eiffelturmmodelle im Größenbereich von 200 µm bis 4 cm Höhe, mit exakter Wiedergabe aller feinsten Details, die nicht mehr als 30 bis 540 min für die Produktion benötigten.
Vier im 2PP-Verfahren hergestellte Eiffelturmmodelle im Größenbereich von 200 µm bis 4 cm Höhe, mit exakter Wiedergabe aller feinsten Details, die nicht mehr als 30 bis 540 min für die Produktion benötigten.
(Bild: Up Nano)

Die 2-Photonen Polymerisation (2PP) ist ein ultrapräzises Herstellungsverfahren, das bisher nur für einen eng begrenzten Größenbereich optimiert werden konnte. Außerdem nahm die Produktion von Bauteilen im Zentimeter-Bereich extrem lange Zeit in Anspruch und erschien damit für den industriellen Serieneinsatz ungeeignet. UpNano zeigt nun mit ihrem Nano-One-Drucksystem, dass es auch anders geht: Hochpräzise gefertigte Kunststoffbauteile mit einer Auflösung im Mikro- und Nanometerbereich werden damit wahlweise in Zenti-, Milli- oder Mikrometergröße hergestellt – und das in Minuten.

„Für unser Drucksystem haben wir eine innovative adaptive Auflösungstechnologie entwickelt und patentiert“, erklärt Peter Gruber, Leiter Technologie und Mitbegründer der UpNano. „Zusammen mit ebenfalls in-house codierten Algorithmen für den Scanner und vor allem mit einem eigens entwickelten optischen Aufbau können wir Laser mit einer Stärke im Watt-Bereich einsetzen. Das ist zigmal stärker als bei vergleichbaren Systemen.“ Die stärkere Laser-Power liefert auch bei Anpassung der Auflösung genügend Energie, um die notwendige Polymerisation des Druckmaterials zu erzielen – ein klarer Vorteil gegenüber anderen Systemen.

Anwendungsbeispiele gibt es auch schon

Ein Anwendungsbeispiel ist die Herstellung von Mikronadeln mit exakt dimensionierten und definierten Formen der Spitze, der Flüssigkeitskanäle und der Reservoire für den Einsatz in Medizin & Forschung.

Die funktionstüchtige Feder hat eine Höhe von 6 mm und wurde in weniger als 6 min gedruckt.
Die funktionstüchtige Feder hat eine Höhe von 6 mm und wurde in weniger als 6 min gedruckt.
(Bild: Up Nano)

Ein anderes, spannendes Anwendungsgebiet für die UpNano-Technologie sind funktionelle mikromechanische Teile. Ein Paradebeispiel ist eine funktionstüchtige Feder mit einer Höhe von 6 mm, die in weniger als 6 min gedruckt wurde. Auch 2-Komponententeile wurden bereits hergestellt, die bewegliche Teile umfassten und für medizintechnische Anwendungen in einem einzigen Druckvorgang hergestellt werden konnten.

Ein drittes Beispiel, bei dem der Größenordnungsumfang des Systems voll zur Geltung kommt, ist die Produktion von Filtern. Flächen von mehreren Quadratzentimetern mit Porengrößen im kleinen einstelligen Mikrometerbereich können dabei in Stunden gedruckt werden.

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