Forscher des in der litauischen Hauptstadt Vilnius ansässigen Software-Unternehmens Neurotechnology haben ein neues 3D-Druck-Verfahren entwickelt, bei dem Ultraschallmanipulationen genutzt werden, um so nach und nach Objekte aufzubauen. Diese Technologie wurde mittlerweile zum Patent angemeldet.
Das neue Verfahren kann nicht nur in der Neurotechnologie, sondern auch in vielen weiteren Branchen eingesetzt werden, um Objekte zu drucken oder zu montieren. Es lässt sich mit einer breiten Palette von Komponenten und Materialien verwenden. Mit den Ultraschallmanipulationen ist es möglich, dass kleine, wenige Submillimeter große Partikel in elektronischen Komponenten sorgfältig und zart in eine vorgegebene Form gebracht oder ein Muster manipulieren können.
Von der Ultraschall-Forschungsgruppe des Unternehmens wurde mittlerweile ein Prototyp des 3D-Druckers gebaut und eingesetzt, um mit ihm einfache, voll funktionsfähige Leiterplatten zusammenzustellen. In dem Demonstrationsvideo ist zu sehen, wie der Prototyp ein Array von Ultraschallwandlern verwendet, um kleine elektronische Komponenten auf eine Leiterplatte zu bewegen und an der gewünschten Stelle zu positionieren. Der gesamte Prozess wird von einer Overhead-Kamera überwacht. Diese stellt dem Wandler-Array Informationen zur Verfügung, wo die einzelnen elektronischen Bits platziert werden können. Sind alle Teile an der korrekten Stelle, kommt ein Laser zum Einsatz, der die Komponenten auf der Leiterplatte befestigt.
„Ultraschall-Manipulationen können eine sehr große Palette von verschiedenen Materialien – einschließlich Metallen, Kunststoffen und sogar Flüssigkeiten – behandeln“, so Dr. Osvaldas Putkis, Projektleiter der Ultraschall-Forschungsgruppe. „Nicht nur die Materialpartikel kann man manipulieren, sondern auch Komponenten verschiedener Formen behandeln. Andere berührungslose Methoden, wie sie auf magnetischen oder elektrostatischen Kräften beruhen, können eine solche Vielseitigkeit nicht bieten.“ heißt es weiter in einer Pressemitteilung von Neurotechnology.
Das Ultraschall-3D-Druckverfahren bietet im Vergleich zu anderen mechanischen Manipulationsprozessen noch einige weitere Vorteile. So können unter anderem die Form und die Größe der zu manipulierenden Teile variieren, auch wenn diese nur wenige Submillimeter oder Millimeter groß sind, und dabei der Drucker die Komponenten weiter aufbauen. Des Weiteren kann er auch kleine Komponenten verarbeiten, ohne dabei elektrostatische Kräfte aufzuladen.
Obwohl der 3D-Druckprozess sich aktuell noch in der Entwicklung befindet und das Patent noch nicht bestätigt vorliegt, glaubt Neurotechnology, dass diese Methode ein breites Anwendungsgebiet haben kann, vor allem bei der Montage und dem 3D-Druck zarter und präziser Teile.
Spezialisiert hat sich die Ultraschallforschungsgruppe auf die Transducer-Technologie. Hier steckt sie viel Arbeit in die „dedizierte Elektronik für die Array-Steuerung, die Ultraschall-Feldmodellierung und die Ultraschall-Partikelmanipulation.“ Um die Forschung weiter vorantreiben zu können, möchte die Forschergruppe andere Unternehmen bitten, an der Forschung teilzunehmen und so weitere Anwendungsmöglichkeiten für den Ultraschall-3D-Druckprozess ausfindig zu machen.
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