EO

3D-nanoprinten op je desktop

04 december 2021 om 15:31 uur

Elektronenmicroscopische reconstructie van een 3D-nanostructuur geprint met het 2-staps absorptieproces (links) en lichtmicroscopie (rechts). Foto: Professor Rasmus Schröder, Universiteit van Heidelberg, Vincent Hahn, KIT

Lasers in printers voor papier zijn erg klein. 3D-laserprinters voor 3-dimensionale microstructuren en nanostructuren daarentegen hadden tot nu toe grote en dure lasersystemen nodig. Onderzoekers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) en de Universiteit van Heidelberg gebruiken hiervoor nu tweestapsabsorptie. Dankzij de goedkope en kleine blauwe laserdiodes kunnen veel kleinere printers worden gebruikt.


Het werk verscheen in Nature Photonics.

 

 Laserprinten is populair voor 3D-printen, omdat het de beste ruimtelijke resolutie van alle methoden biedt en een hoge printsnelheid bereikt. Bij laserprinten wordt een laserstraal gefocust op een lichtgevoelige vloeistof. In het brandpunt zet het laserlicht een schakelaar om in speciale moleculen en veroorzaakt een chemische reactie die leidt tot plaatselijke verharding van het materiaal. Door het brandpunt te verplaatsen, kunnen alle 3D-micro- en nanostructuren worden geproduceerd.

 

De reactie is gebaseerd op twee-fotonabsorptie, wat inhoudt dat twee fotonen het molecuul tegelijkertijd aanslaan. Deze gelijktijdige excitatie gebeurt echter zeer zelden, zodat complexe gepulseerde lasersystemen moeten worden toegepast, wat resulteert in grotere afmetingen van de laserprinter.

 

Bij gebruik van het tweestapsproces kunnen compactere, kleinere printers worden gerealiseerd. Het eerste foton brengt het molecuul naar een tussentoestand. In de tweede stap brengt een tweede foton het molecuul over van de tussentoestand naar de gewenste aangeslagen toestand en start de chemische reactie. Het voordeel: in tegenstelling tot de absorptie van twee fotonen, hoeft de absorptie van de twee fotonen niet per se tegelijkertijd te gebeuren.

 

"Voor het proces kunnen compacte en energiezuinige laserdiodes met continue golven worden gebruikt", zegt eerste auteur Vincent Hahn van het KIT. De vereiste laservermogens liggen ver onder die van conventionele laserpointers. Voor printen zijn echter specifieke fotoresists nodig. "De ontwikkeling van deze fotoresists heeft meerdere jaren geduurd en was alleen mogelijk in samenwerking met chemici", zegt Martin Wegener (APH).

 

Niet alleen makkelijker, maar ook beter

Voor Wegener is het voordeel duidelijk: "Het is een groot verschil tussen het gebruik van een femtoseconde laser zo groot als een grote koffer voor enkele tienduizenden euro's of een halfgeleiderlaser die zo groot is als een speldenknop en minder dan tien euro kost. Nu moeten ook de andere componenten van de 3D-laser-nanoprinter worden geminiaturiseerd. Een toestel dat zo groot wordt als een schoenendoos lijkt mij de komende jaren realistisch. Dat zou nog kleiner zijn dan de laserprinter op mijn desktop bij KIT." 

 

Gerelateerd nieuws

4D-composietprinten kan de vleugels van drones verbeteren

4D-composietgeprinte dronevleugels die van vorm veranderen tijdens de vluctht (video)

In Canada wordt gewerkt aan drone-vleugels die tijdens de vlucht van vorm kunnen veranderen. Professor mechanische, industriële en ruimtevaarttechniek Suong Hoa heeft hiervoor een 4D composietprinttechniek ontwikkeld.

Sensor helpt robots transparante objecten te zien

Sensor maakt transparante en glimmende objecten zichtbaar voor robots

Transparante objecten in drie dimensies vastleggen is voor machines een grote uitdaging. Onderzoekers van het Fraunhofer Instituut voor Toegepaste Optica en Precision Engineering IOF hebben een sensor ontwikkeld die dit…

3D-geprinte Oleds kunnen toekomstige opvouwbare grote schermen betekenen

3D-geprinte Oleds beloven grote oprolbare schermen (video)

Een onderzoeksteam van de Universiteit van Minnesota (VS) heeft het eerste 3D-geprinte Oled-display gemaakt. Dit flexibele display meet 3,8 cm bij 3,8 cm en heeft 65 pixels. Dit zou het begin kunnen zijn van lichtgewicht…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Gecodeerde, contactloze veiligheidsschakelaar PSEN cs5 en PSEN cs6 Veiligheidsschakelaar voor de hek- en positiebewaking

PSENcode is zowel bedoeld voor de standbewaking van afschermingen volgens EN 60947-5-3 als voor de positiebewaking. Door...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Güdel Benelux
Güdel Benelux

Lineaire aandrijf componenten en oplossingen

Orfa Visser BV
Orfa Visser BV

Gespecialiseerd in Forceren, Dieptrekken, Flenswalsen, Lassen en Apparatenbouw.

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tevema
Tevema

Leverancier van technische standaardveren en normdelen, leverbaar uit voorraad.

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

30 mei 2022, Hannover (De)

Hannover Messe

The lead theme Industrial Transformation spotlights the topics of digitalization and sustainability.

31 mei 2022, Düsseldorf

World Electrolysis Congress

Goal: tackle the remaining bottlenecks to rolling out electrolysers at scale and pace

31 mei 2022, Veldhoven

Business Software Event

Platform waar digitaliseringsvraagstukken voor de maakindustrie centraal staan

Meer agendapunten »