Das deutsche 3D-Druck-Unternehmen Nanoscribe präsentiert sein neues „Glass Printing Explorer Set“. Das Herzstück des Sets ist der enthaltene Fotolack GP-Silica. Das weltweit erste Druckmaterial für die 3D-Mikrofabrikation von Quarzglas eignet sich für Anwendungen in den Bereichen Life Science, Mikrofluidik und Mikrooptik. Wir stellen es vor.

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Das 3D-Druck-Unternehmen Nanoscribe stellt in einer Pressemitteilung an das 3D-grenzenlos Magazin sein neues Glass Printing Explorer Set vor. Dabei handelt es sich um das erste kommerziell erhältliche hochpräzise additive Fertigungsverfahren und Druckmaterial für die 3D-Mikrofabrikation von Glas-Mikrostrukturen, schreibt Nanoscribe in einer Mitteilung an das 3D-grenzenlos Magazin.

Details zum Glass Printing Explorer Set

Der weltweit erste Fotolack für die Mikrofabrikation von Glas, GP-Silica, ist das Herzstück des Sets. Das Druckmaterial bietet eine hohe optische Transparenz in Verbindung mit hervorragenden thermischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften. Mit dem Set sollen innovative Anwendungen in den Bereichen Life Science, Mikrofluidik, Mikrooptik, Materialwissenschaft und in der Mikrotechnik möglich sein.

Das Set eignet sich für Anwendungen mit hoher Temperaturbeständigkeit, kombiniert mit mechanischer und chemischer Stabilität und optischer Transparenz. Die Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) von Quarzglas ist vielversprechend, um neue Anwendungen in den Bereichen Life Science, Mikrofluidik und Mikrooptik zu erforschen. Mit dem biokompatiblen Fotolack „IP-PDMS“ für die 3D-Mikrofabrikation mit elastomeren Eigenschaften hat Nanoscribe erst im Mai 2021 Material für Life Science und Mikrofluidik vorgestellt.

Professor Dr. Nicolas Muller, Assistenz-Professor und Head of Graphical Printing an der School of Engineering and Architecture of Fribourg in der Schweiz fast die Möglichkeiten des neuen Fotolacks mit Blick auf seine geplanten Forschungsprojekte so zusammen:

„GP-Silica hat großes Potenzial für unsere Forschung zur Herstellung komplexer mikrofluidischer Systeme, wenngleich die erforderliche thermische Nachbearbeitung anspruchsvoll ist.“

3D-Druck von Glasmikrostrukturen

Für die auf der Zwei-Photonen-Polymerisation basierende 3D-Mikrofabrikation begründet GP-Silica Nanoscribe zufolge eine neue Materialklasse. Das anorganische Druckmaterial ist ein Verbundwerkstoff aus Siliziumdioxid-Nanopartikeln, dispergiert mit einer mit Licht härtbaren Bindermatrix. Das Material verfügt über die herausragenden Eigenschaften von Quarzglas und bietet eine hohe mechanische, thermische und chemische Stabilität.

Damit ist der 3D-Druck von Glasmikrostrukturen mit glatten Oberflächen optischer Güte möglich. Das optische Transmissionsfenster, das vom UV- bis in den Infrarotbereich reicht, macht das Material für bildgebende Anwendungen in den Bereichen Life Science, Mikrofluidik, Mikrooptik oder für Mikroreaktoren einsetzbar.

Ablauf Glass Printing Explorer Set
Der Fabrikationsprozess beginnt mit dem bekannten hochpräzisen 3D-Druckverfahren von Mikrostrukturen (Bild © Nanoscribe).

Der Fotolack ist auf die 3D-Mikrofabrikation mit Nanoscribe 3D-Druckern abgestimmt. Dabei sind auch thermische Behandlungen notwendig. Der Fabrikationsprozess beginnt mit dem bekannten hochpräzisen 3D-Druckverfahren von Mikrostrukturen. So hergestellte Grünlinge bestehen aus homogen in der polymeren Bindermatrix verteilte Siliziumdioxid-Nanopartikeln. Der thermische Prozess läuft in zwei Schritten ab. Zuerst wird das Polymer aus der 3D-gedruckten Mikrostruktur entfernt. Im nächsten Schritt verschmelzen die Siliziumdioxid-Nanopartikel miteinander und bilden die endgültige Mikrostruktur aus reinem Quarzglas.

Mit dem Glass Printing Explorer Set möchte Nanoscribe einen Einstieg in den hochpräzisen 3D-Druck von Glasmikrostrukturen ermöglichen, deren Materialeigenschaften identisch mit jenen von handelsüblichem Quarzglas ist. Mehr News und Entwicklungen zu diesen Themen bieten unsere Themenseiten „3D-Druck mit Glas“ sowie „Nano-3D-Druck/Mikrofabrikation„. Unser kostenloser Newsletter informiert über alle Neuigkeiten (hier abonnieren).

Eigenschaften GP Silica

Elastizitätsmodul [GPa]68,3
Thermische Stabilität [°C]> 1.000
Brechungsindex bei 589 nm, 20 °C1.458
Sinterschrumpfung [Vol. %]27 (isometrisch)
Oberflächenrauheit Ra [nm]< 10

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