Mere laserkraft muliggør hurtigere produktion af ultrapræcise polymerdele i 12 størrelsesordener

En højeffekt laser, optimeret optisk vej, en patenteret adaptiv opløsningsteknologi, og smarte algoritmer til laserscanning har aktiveret UpNano, en højteknologisk virksomhed i Wien, at producere 3D-print i høj opløsning som aldrig set før.

"Dele med opløsning i nano- og mikroskala kan nu udskrives på tværs af 12 størrelsesordener – inden for tider, der aldrig tidligere er opnået. Dette er blevet opnået af UpNano, et spin-out af TU Wien, som udviklede et high-end to-foton polymerisation (2PP) 3-D-printningssystem, der kan producere polymere dele med et volumen fra 100 til 1012 kubikmikrometer. Samtidig giver printeren mulighed for en opløsning i nano- og mikroskala, " sagde virksomheden i en erklæring.

For nylig demonstrerede virksomheden denne bemærkelsesværdige evne ved at printe fire modeller af Eiffeltårnet, der spænder fra 200 mikrometer til 4 centimeter – med perfekt repræsentation af alle små strukturer inden for 30 til 540 minutter. Med dette, 2PP 3-D-print er klar til applikationer inden for R&D og industri, som indtil videre virkede umulige.

Ifølge virksomheden, den ultrapræcise produktionsteknologi for 2PP 3-D-printning kunne hidtil kun optimeres til en meget begrænset skala. Også, produktion i centimeter-området (meso-området) tog ekstremt lang tid og var derfor uattraktivt for kvantitativ produktion i industrien. UpNano demonstrerer nu, hvad der syntes umuligt:​​deres NanoOne printsystem kan producere meget præcise prøver med nano- og mikrometeropløsning, der spænder fra centi-, til milli- til mikrometer i størrelse. Og dette inden for få minutter.

Fotoner med kraft

"Vi udviklede og patenterede en innovativ adaptiv opløsningsteknologi til vores 3-D printsystem, " forklarede Peter Gruber, teknologichef og medstifter af UpNano.

"Sammen med en optimeret optisk vej og smarte algoritmer, vi kan udnytte den fulde lasereffekt op til 1 Watt, hvilket er flere gange mere end i sammenlignelige systemer, " han tilføjede.

Sådan en kraftig laser leverer nok energi til højhastighedsudskrivning, især i den adaptive opløsningstilstand. Det her, faktisk, er en væsentlig fordel sammenlignet med andre systemer, der bruger svagere lasere og derfor er begrænset i gennemløb.

"Fordelen ved denne innovation, " tilføjede Bernhard Küenburg, CEO for UpNano, "er mest bemærkelsesværdig i meso-området. NanoOne-systemet tilbyder betydeligt hurtigere produktionstider end andre systemer. Føj vores patenterede adaptive opløsningsteknologi til dette, og du ender med en evne til at printe centimeter store objekter med en mikrometeropløsning i korte produktionscyklusser ."

Denne algoritme tillader en udvidelse af laserpletten op til en faktor 10 i overensstemmelse med specifikationerne for den udskrevne prøve. En simpel ændring af mål (der er forskellige tilgængelige, spænder fra 4x forstørrelse til 100x) tillader produktion af dele i mikroområdet med opløsninger på nanometerskalaen.

Det her, også, er meget hurtigere end andre systemer takket være de specifikke optiske veje, de optimerede scanningsalgoritmer og den proprietære adaptive opløsningsteknologi. Faktisk, NanoOne er i stand til at fremstille objekter med volumener på tværs af 12 størrelsesordener. Dimensioner i mikrometer-området er lige så mulige som i centimeter-området, samtidig med at den bevarer ultrahøj opløsning. Og alt det på kortest mulig tid.

Takket være denne høje alsidighed, systemet er blevet mødt med stor interesse for R&D og i industrien lige efter dets introduktion. Et eksempel på dets anvendelse i medicin og forskning er produktionen af ​​mikronåle med snævre tolerancer og definerede funktioner såsom den skarpe spids, kanylen eller reservoiret.

Funktionelle mikromekaniske dele afspejler et andet interessant anvendelsesområde for UpNano-teknologien. Et benchmarking eksempel er en funktionel fjeder med en højde på 6 millimeter printet på mindre end seks minutter eller to-komponent dele med inkluderede bevægelige elementer, udskrevet i enkelte udskrivningsjob til med-tech applikationer.

Filtre er det tredje af talrige eksempler, der demonstrerer størrelsesområdet for NanoOne. Størrelser på flere kvadratcentimeter med porestørrelser i det lave enkeltcifrede mikrometerområde kan udskrives inden for få timer.

"Sådanne filtre har nøjagtigt definerede porestørrelser for 100 procent af alle porer, " forklarede Küenburg. Variationer i porestørrelser er således lige så meget historie som utilfredsstillende filterresultater. På denne måde, NanoOne fra UpNano tilbyder en ny horisont for filtrerings- og separationsprocesser - en horisont, der eksemplificerer virksomhedens innovative kraft.