HETEROMERGE, eine Ausgründung der TU Dresden, hat ein 3D-Druckverfahren entwickelt, mit dem automatisierter Materialaustausch für Hochpräzisions-3D-Drucker möglich ist. Dieser soll mit einer Genauigkeit von 10 Nanometern gelingen. Wir fassen das Wichtigste zu der Technologie mit dem das Unternehmen beim diesjährigen Sächsischen Gründerpreis der Innovationsplattform des Freistaates Sachsen – futureSAX- antritt, zusammen.

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HETEROMERGE, eine Ausgründung der TU Dresden, entwickelt im Rahmen eines EXIST Forschungstransfers eine Technologie für den automatisierten Materialaustausch für Hochpräzisions-3D-Drucker. EinerMitteilung der TU Dresden zufolge sollen dadurch auch im Bereich sehr kleiner Strukturgrößen von bis zu 100 Nanometern 3D-gedrukte Objekte aus mehreren Materialien möglich sein. Das Unternehmen ist damit beim diesjährigen Sächsischen Gründerpreis der Innovationsplattform des Freistaates Sachsen – futureSAX- angetreten. Bis zum 31.05.2022 kann für HETEROMERGE für den futureSAX-Publikumspreis abgestimmt werden.

Neuausrichtungsgenauigkeit von bis zu 10 Nanometern

Für den 3D-Druck werden leistungsfähige Verfahren benötigt, wie sie zum Beispiel in der Halbleiterfertigung für ebene Strukturen zur Anwendung kommen. Die Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) zählt dabei zu den schnellsten und gleichzeitig höchstauflösenden 3D-Druckverfahren. Mit diesem Verfahren sind 3D-Objekte möglich, die feiner als ein menschliches Haar sind, bisher jedoch nur aus einzelnen Materialien bestanden, was wiederum die Einsatzfelder und -Möglichkeiten sehr einschränkt.

Modell der Frauenkirche Dresden mit Mikroskopaufnahmen gedruckter Details in Vergrößerung
HETEROMERGE entwickelt eine Technologie für den automatisierten Materialaustausch für Hochpräzisions-3D-Drucker zur Marktreife (im Bild: Modell der Frauenkirche Dresden mit Mikroskopaufnahmen gedruckter Details in Vergrößerung)(Bild © Dr. Robert Kirchner).

Um mit mehreren Materialien und mehreren Eigenschaften Objekte von mikroskopische Größe zu drucken, erfolgt der Austausch derzeit manuell, was sehr viel Zeit und Geld kostet. Außerdem muss der 3D-Drucker seine  Arbeit im Anschluss exakt an der gleichen Stelle fortsetzen, wo er zuletzt aufgehört hat, was ebenfalls eine Anfälligkeit für Fehler bietet. Die Genauigkeit bei der Neuausrichtung ist bei Strukturgrößen im Sub-Mikrometerbereich jedoch nicht zu erreichen.

Mit dem patentierten Verfahren von HETEROMERGE für 2PP-Drucksysteme macht Multimaterialdrucke mit Strukturgrößen bis zu 100 Nanometern bei höchster Neuausrichtungsgenauigkeit des Druckkopfes von bis zu 10 Nanometern nach dem Materialwechsel unabhängig vom Drucksubstrat möglich. Der automatisierte Materialwechsel erfolgt dabei zehn Mal schneller der manuelle Austausch. Gedruckt werden kann auf allen gängigen Drucksubstraten der Mikrosystemfertigung (z.B. Silizium, Glas) als auch auf passiven und aktiven Strukturen wie integrierten Lichtwellenleitern, LEDs, Lasern, Optokopplern oder optischen Fasern.

Die Technologie ist ein Pluspunkt für neue Anwendungsbereiche wie die Mikrooptik und -Fluidik sowie im Photonics Packaging, aber auch im Bereich des Tissue-Engineering. Hochpräzisions-Drucksysteme können damit auch für den industriellen Einsatz genutzt werden. HETEROMERGE arbeitet seit Mai 2021 im Rahmen der Förderung EXIST-Forschungstransfer des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz am Markteinstieg. Über weitere Entwicklungen zum 3D-Druck aus der deutschen Forschung und Wirtschaft berichten wir täglich im 3D-grenzenlos Magazin (Newsletter abonnieren).

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