Neue Maßstäbe in der Mikrofabrikation

»Wir haben das höchst-auflösende 3D-Druck-Verfahren«

20. April 2016, 11:17 Uhr | Karin Zühlke

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Hochauflösende 3D-Strukturen in fotosensitiven Materialien

Mit Hilfe der Multiphotonen-Polymerisation stellt Nanoscribe hochauflösende 3D-Strukturen in fotosensitiven Materialien her. Die Auflösung des Verfahrens, d.h. die Voxelgröße, wird hauptsächlich durch die Größe des Laserfokus im Material und der Laserleistung bestimmt. Dabei wird, räumlich präzise kontrolliert, ein zumeist flüssiger Lack durch eine photochemisch initiierte Polymerisation verfestigt. Das System setzt Laserlicht im nahen Infrarot mit einer Wellenlänge ein, für das der Fotolack transparent ist. Der Laser ist Femtosekunden-gepulst, was extrem hohe Spitzenleistungen im Laserfokus zur Folge hat. Hierdurch wird die Absorption von zwei oder mehr Photonen ermöglicht, welche die Polymerisation auslöst - und zwar ausschließlich im Fokus und nicht entlang
des Strahlengangs. Nicht belichtetes Material wird zum Schluss einfach ausgewaschen. Die Auflösung dieses 3D-Rapid-Prototyping-Verfahrens geht hinunter bis zu weniger als 500 nm und liefert komplexe, freitragende Mikrostrukturen. "Neben der hohen Auflösung erlaubt dieses Verfahren auch eine ungemein hohe Flexibilität, weil die computergesteuerte Strahlführung 3D-CAD-Modelle direkt in 3D-Strukturen nahezu beliebiger Komplexität übertragen kann. Das bietet zusätzlich den
großen Vorteil, dass Produktionskosten und Bauteilkomplexität weitgehend entkoppelt werden", beschreibt Niesler. Durch diesen Lage-für-Lage-Strukturierungsprozess werden sehr hohe Fertigungsgeschwindigkeiten ermöglicht. Auf der Liste der kompatiblen Materialien, die für das Verfahren in Frage kommen, stehen SU-8, Ormocomp und natürlich die IP-Lacke von Nanoscribe.

Das Verfahren von Nanoscribe gibt es schon seit 10 bis 15 Jahren - anfangs bekannt als Direct Laser Writing. "Das Anwendungsgebiet anfangs war die Herstellung photonischer Kristalle", erinnert sich Niesler. Aber erst in den letzten Jahren hat Nanoscribe sein Verfahren nach den Worten von Niesler unter Verwendung der Bezeichnung 3D-Druck mehr ins Licht der Öffentlichkeit gerückt - "auch das Marketing wurde dadurch einfacher", ergänzt Niesler.