Supersnelle 3D-nanoprinter print raceauto (filmpje)

Jan Torgersen en Peter Grüber van de TU in Wenen hebben een razendsnelle 3D-printer ontwikkeld die op nanoschaal kan printen. De onderzoekers lieten onder andere een piepkleine raceauto, een model van een kathedraal en een piepkleine London Tower Bridge zien.

De 3D-printer gebruikt een vloeibare hars, die wordt uitgehard op precies de juiste plek door een zeer gerichte laserstraal. De laserstraal wordt door beweegbare spiegels naar de juist plek geleid en laat zo een dunne lijn achter van vast polymeer die een kleine honderd nanometer breed is.

Dankzij deze hoge resolutie kunnen er zeer gedetailleerde structuren worden geprint ter grootte van een zandkorreltje (zie fotogalerij). "Tot nu toe was deze techniek zeer langzaam", zegt professor Jürgen Stampfl van het Institute of Materials Science and Technology aan de TU Wenen. "De printsnelheid werd voorheen gemeten in millimeters per seconde, ons apparaat doet vijf meter per seconde." In de wereld van de twee-foton-lithografie is dat een wereldrecord.

Dit proces is mogelijk gemaakt door het combineren van verschillende nieuwe ideeën. "Het was cruciaal om het aandrijfmechanisme van de spiegels te verbeteren", aldus Jan Torgersen van TU Wenen. De spiegels blijven tijdens het printproces continu in beweging. De versnellings- en vertragingsmomenten zijn zo precies mogelijk afgesteld om hoog-resolutie resultaat te boeken met een recordsnelheid.

3D-printen draait niet alleen om mechanica, ook chemie speelt een rol. "De hars bevat moleculen, die worden geactiveerd door laserlicht", aldus Torgersen. Deze moleculen worden enkel geactiveerd wanneer ze twee fotonen van de laserstraal tegelijk absorberen. En dit gebeurt enkel in het exacte midden van de laserstraal, waar de intensiteit het hoogst is. In tegenstelling tot conventionele 3D-printtechnieken, kan er nu overal in de vloeibare hars een solide materiaal verkregen worden en niet slechts bovenop de voorgaande laag.

Onderzoekers van over de hele wereld werken aan 3D-printers, zowel in het bedrijfsleven als op universiteiten. "Ons concurrentievoordeel hier aan de TU Wenen ligt aan het feit we hier experts hebben op verschillende gebieden die aan verschillende onderdelen van het probleem werken, maar wel op één universiteit", aldus Stampfl. Of het nu gaat over materiaalwetenschappen, procesengineering of het optimaliseren van lichtbronnen, er zijn in Wenen wel experts te vinden die samenwerken en met stimulerende ideeën komen.

Dankzij de dramatisch toegenomen snelheid kunnen er nu ook veel groteren objecten worden gemaakt binnen een gegeven tijd. Hiermee wordt twee-foton-lithografie een interessante techniek voor de industrie. Aan de TU Wenen werken wetenschappers nu aan bio-compatible harsen voor medische toepassingen. Deze kunnen gebruikt worden als steigers waar levend weefsel zich aan kan hechten. Hierdoor kunnen biologische weefsels op systematische wijze worden geschapen.

U las zojuist één van de gratis premium artikelen

Onbeperkt lezen? Sluit nu een gratis proefabonnement af

Bekijk de aanbieding

Supersnelle 3D-nanoprinter print raceauto (filmpje) - Automobielmanagement.nl

Supersnelle 3D-nanoprinter print raceauto (filmpje)

Jan Torgersen en Peter Grüber van de TU in Wenen hebben een razendsnelle 3D-printer ontwikkeld die op nanoschaal kan printen. De onderzoekers lieten onder andere een piepkleine raceauto, een model van een kathedraal en een piepkleine London Tower Bridge zien.

De 3D-printer gebruikt een vloeibare hars, die wordt uitgehard op precies de juiste plek door een zeer gerichte laserstraal. De laserstraal wordt door beweegbare spiegels naar de juist plek geleid en laat zo een dunne lijn achter van vast polymeer die een kleine honderd nanometer breed is.

Dankzij deze hoge resolutie kunnen er zeer gedetailleerde structuren worden geprint ter grootte van een zandkorreltje (zie fotogalerij). "Tot nu toe was deze techniek zeer langzaam", zegt professor Jürgen Stampfl van het Institute of Materials Science and Technology aan de TU Wenen. "De printsnelheid werd voorheen gemeten in millimeters per seconde, ons apparaat doet vijf meter per seconde." In de wereld van de twee-foton-lithografie is dat een wereldrecord.

Dit proces is mogelijk gemaakt door het combineren van verschillende nieuwe ideeën. "Het was cruciaal om het aandrijfmechanisme van de spiegels te verbeteren", aldus Jan Torgersen van TU Wenen. De spiegels blijven tijdens het printproces continu in beweging. De versnellings- en vertragingsmomenten zijn zo precies mogelijk afgesteld om hoog-resolutie resultaat te boeken met een recordsnelheid.

3D-printen draait niet alleen om mechanica, ook chemie speelt een rol. "De hars bevat moleculen, die worden geactiveerd door laserlicht", aldus Torgersen. Deze moleculen worden enkel geactiveerd wanneer ze twee fotonen van de laserstraal tegelijk absorberen. En dit gebeurt enkel in het exacte midden van de laserstraal, waar de intensiteit het hoogst is. In tegenstelling tot conventionele 3D-printtechnieken, kan er nu overal in de vloeibare hars een solide materiaal verkregen worden en niet slechts bovenop de voorgaande laag.

Onderzoekers van over de hele wereld werken aan 3D-printers, zowel in het bedrijfsleven als op universiteiten. "Ons concurrentievoordeel hier aan de TU Wenen ligt aan het feit we hier experts hebben op verschillende gebieden die aan verschillende onderdelen van het probleem werken, maar wel op één universiteit", aldus Stampfl. Of het nu gaat over materiaalwetenschappen, procesengineering of het optimaliseren van lichtbronnen, er zijn in Wenen wel experts te vinden die samenwerken en met stimulerende ideeën komen.

Dankzij de dramatisch toegenomen snelheid kunnen er nu ook veel groteren objecten worden gemaakt binnen een gegeven tijd. Hiermee wordt twee-foton-lithografie een interessante techniek voor de industrie. Aan de TU Wenen werken wetenschappers nu aan bio-compatible harsen voor medische toepassingen. Deze kunnen gebruikt worden als steigers waar levend weefsel zich aan kan hechten. Hierdoor kunnen biologische weefsels op systematische wijze worden geschapen.

U las zojuist één van de gratis premium artikelen

Onbeperkt lezen? Sluit nu een gratis proefabonnement af

Bekijk de aanbieding