Photonik

KIT-Spinoff stellt schnellsten 3-D-Drucker für Mikrostrukturen vor

06.02.13 | Redakteur: Franz Graser

Drucken auf der Mikrometerskala: Die Schreibdauer für ein Miniaturraumschiff reduziert sich ohne Qualitätsverlust auf weniger als eine Minute
Drucken auf der Mikrometerskala: Die Schreibdauer für ein Miniaturraumschiff reduziert sich ohne Qualitätsverlust auf weniger als eine Minute (Bild: Nanoscribe)

Das Unternehmen Nanoscribe, eine Ausgründung des Karlsruher Instituts für Technologie, präsentiert auf der Messe Photonics West in San Francisco den weltweit schnellsten Serien-Drucker für winzige dreidimensionale Objekte. Der Einsatzbereich dieses Druckers liegt vor allem in der Photonik.

Winzige Objekte, die oft nicht größer als ein menschliches Haar sind, lassen sich mit der Nanoscribe-Entwicklung in kürzester Zeit herstellen. Das abgebildete Mikro-Raumschiff wird zum Beispiel in weniger als einer Minute modelliert.

Die dem 3-D-Druckverfahren zugrundeliegende Technik des „Direkten Laserschreibens“ basiert auf der Zwei-Photonen-Polymerisation. Ähnlich der Bündelung von Sonnenlicht mittels einer Lupe zur Entzündung von Papier wird durch die Bündelung ultrakurzer Laserimpulse ein lichtempfindlicher Lack im Laserfokus polymerisiert.

Je nach Wahl des Fotolackes löst sich nur das belichtete beziehungsweise das unbelichtete Volumen. Nach einem Entwicklerbad bleiben die beschriebenen Bereiche als freitragende Mikro- und Nanostrukturen übrig.

Die hohe Geschwindigkeit wird mit einem neuartigen Laser-lithografischen Verfahren erreicht. Auf diese Weise lässt sich die Druckgeschwindigkeit im Vergleich zu früheren Techniken etwa um das Hundertfache erhöhen. Die Temposteigerung wurde mit Hilfe eines Galvo-Spiegelsystems erreicht, das in ähnlicher Form auch bei Lasershow-Equipment oder in den Abtastgruppen von CD- oder DVD-Laufwerken verwendet wird. Die Drehbewegung der Spiegel, an denen ein Laserstrahl reflektiert wird, ermöglicht es, den Fokus des Lasers schnell und präzise zu positionieren.

Martin Hermatschweiler, Geschäftsführer von Nanoscribe, freut sich über diesen technischen Durchbruch: „„Mit unserer Entwicklung haben wir das 3D-Drucken auf der Mikrometerskala revolutioniert. Präzision und Geschwindigkeit werden mittels der industriell etablierten Galvo-Technologie in Einklang gebracht. Mehr als 10 Jahre Erfahrung in der Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts, der Photonik, sind in dieses Produkt geflossen.“

Die von Nanoscribe entwickelten 3-D-Laserlithografiegeräte werden derzeit am KIT und weltweit von Wissenschaftlern in der Forschung eingesetzt. In der Photonik wird daran gearbeitet, konventionelle Elektronik durch leistungsfähigere optische Schaltungen zu ersetzen. Hierfür werden polymere Lichtwellenleiter gedruckt, die bereits heute Datenübertragungsraten von mehr als 5 Terabit pro Sekunde erlauben.

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