Das 3D-Druck-Unternehmen Horizon Microtechnologies hat in einer Pressemitteilung an das 3D-grenzenlos Magazin über seine schablonenbasierte 3D-Mikrofabrikationstechnologie berichtet. Diese soll leitfähige 3D-Druck-Teile mit Präzision im Mikrometerbereich möglich machen. Andreas Frölich, CEO von Horizon, demonstrierte gemeinsam mit dem Mikro-3D-Druck-Spezialisten Boston Micro Fabrication seine Technologie auf der Formnext 2022. Besucher bekamen die Post-Build-Prozesse des Unternehmens zu sehen, die Mikro-AM in Anwendungen wie Elektroden und elektrische Kontaktstifte, ESD-sichere Teile und 3D-Mikrofluidik, MEMS und Optikverpackungen möglich machen.
Frölich erklärt:
„Die schablonenbasierte 3D-Mikrofabrikation ist effektiv ein Mechanismus, um die Nützlichkeit von Polymer-Mikro-AM-hergestellten 3D-Mikrostrukturen (die Schablone) für bisher unerschlossene Bereiche der Industrie zu nutzen, indem Material und Funktionalität zur Mikrostruktur hinzugefügt werden, typischerweise mit einem Beschichtungsprozess. Heute gibt es eine Reihe kommerziell tragfähiger polymerbasierter Mikro-AM-Plattformen, mit denen enge Toleranzen schnell, kostengünstig und vor allem wiederholbar erreicht werden können. Diese Plattformen sind jedoch fast ausschließlich auf die Herstellung von Teilen aus Harz oder Kunststoff beschränkt. Horizon Microtechnologies überbrückt die Lücke zwischen Mikro-AM und Teilen mit erweiterter Funktionalität durch die Verwendung proprietärer Post-Build-Prozesse. Dies bedeutet, dass Unternehmen, die die Flexibilität, Innovation und Agilität benötigen, die von AM für Teile mit leitfähigen, keramischen, hitzebeständigen oder anderen polymerinkompatiblen Funktionalitäten angetrieben wird, jetzt eine kommerziell tragfähige Lösung zur Verfügung haben.“
Einsatzmöglichkeiten der schablonenbasierten 3D-Mikrofabrikation
Damit die Teile nach dem 3D-Druck auf einer Polymer-AM-Plattform leitfähig sind, werden diese anschließend vollständig oder selektiv mit einer leitfähigen Schicht beschichtet. Dabei kann Horizon auch schwierige Bereiche wie lange schmale Kanäle und Hinterschneidungen homogen beschichten. Naheliegende Anwendungsgebiete sind Elektroden, elektrische Sensorköpfe und ESD-sichere Bauteile. Mikrofabrizierte 3D-Schablonen lassen sich außerdem mit Metalloxiden beschichtet, um Teile kompatibel mit aggressiven chemischen Umgebungen zu machen. Dadurch halten diese in einigen Fällen gegen hohe Temperaturen und mechanischen Belastungen stand.
Horizon kann ESD-sichere Teile mit einer kontrollierbar leitfähigen Oberflächenbeschichtung herstellen und interne Kanäle mit mehreren Biegungen beschichten. So lassen sich kompakte und leistungsstarke Endeffektoren für Vakuum-Pick-and-Place-Geräte herstellen, die gleichzeitig leitfähig genug sind, um eine ESD-Entladung zu verhindern.
Die Mikrofluidik kann den Ansatz für das Prototyping und die Kleinserienfertigung komplexer, mehrstufiger Mikrofluidik-Chips nutzen, einschließlich Chips mit integrierten Filtern und Schnittstellen zu externen Komponenten. Die Post-Print-Prozesse können die mit der Flüssigkeit in Kontakt kommenden Oberflächen beschichten, um das Benetzungsverhalten zu verbessern, die Oberflächenenergie zu kontrollieren oder sogar elektrisch leitfähige Bereiche einzuführen. Neben der Präzision durch die Mikro-AM kann eine intelligente Nutzung der Post-Prozesse von Horizon die Funktionalität der Verpackung erhöhen. Das gelingt zum Beispiel durch weniger Streulicht im Infrarotbereich oder durch elektrische Leiter.
