Nieuwe lasertechnologie print 3D-objecten in een oogwenk

Waarom we over dit onderwerp schrijven:

Het nauwkeurig, snel en goedkoop printen van voorwerpen van kunststof is het doel van veel 3D-printprocessen. Snelheid en hoge resolutie blijven echter een technologische uitdaging. Deze innovatieve ontwikkeling is een stap in het bereiken van dit doel. Daarom selecteerde Innovation Origins dit nieuws.

Een onderzoeksteam van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT), de Universiteit van Heidelberg en de Queensland University of Technology (QUT) heeft een laserprintproces ontwikkeld dat onderdelen ter grootte van een micrometer in een oogwenk kan printen, schrijft de universiteit in een persbericht.

Stereolithografie 3D-printen is momenteel een van de populairste aanvullende productieprocessen voor kunststoffen, zowel voor particuliere als voor industriële toepassingen. Bij stereolithografie worden de lagen van een 3D-object één voor één geprojecteerd in een reservoir gevuld met hars. De hars wordt uitgehard door UV-licht. Bestaande stereolithografiemethoden zijn echter traag en hebben een te lage resolutie. Light-sheet 3D printing, dat door de KIT-onderzoekers wordt gebruikt, is een snel alternatief met een hoge resolutie.

Biopasta van hout werkt prima als materiaal voor 3D-printing – Innovation Origins

Bosbouwwetenschappers uit het Duitse Freiburg hebben uitgevonden dat biopasta van hout prima werkt als materiaal voor 3D-printing.

Printen in milliseconden

Bij light-sheet 3D printen wordt blauw licht geprojecteerd in een container gevuld met vloeibare hars. Het blauwe licht activeert de hars vooraf. In een tweede fase zorgt een rode laserstraal namelijk voor extra energie om de hars uit te harden. De 3D-printer kan echter alleen afdrukken als de hars uit de vooraf geactiveerde staat (door het blauwe licht) is teruggekeerd naar de oorspronkelijke toestand. Pas dan kan de volgende laag worden geprint. Dit bepaalt de wachttijd tussen twee opeenvolgende lagen en dus de afdruksnelheid. “Bij onze hars bedroeg de terugkeertijd minder dan 100 microseconden, wat hoge printsnelheden mogelijk maakt”, zegt Vincent Hahn van het Instituut voor Toegepaste Natuurkunde (APH) van het KIT.

Om te profiteren van deze nieuwe hars bouwden de onderzoekers een speciale 3D-printer. In deze printer worden blauwe laserdiodes gebruikt om beelden in de vloeibare hars te projecteren via een hoge-resolutiedisplay met een hoge beeldsnelheid. De rode laser wordt gevormd tot een dunne lichtstraal en kruist de blauwe straal verticaal in de hars. Met deze opstelling kon het team in een paar honderd milliseconden onderdelen ter grootte van een micrometer 3D-printen. Daar moet het echter niet bij blijven: “Met gevoeligere hars zouden we zelfs LED’s in plaats van lasers kunnen gebruiken in onze 3D-printer,” zegt professor Martin Wegener van APH. “Uiteindelijk willen we 3D-structuren printen die centimeters groot zijn, met behoud van de micrometerresolutie en hoge printsnelheden.”

Het volledige onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Photonics.

Industrieel 3D-printen: van prototyping naar serieuze productietechnologie – Innovation Origins

3D-printen ontwikkelt zich in rap tempo als digitale productietechnologie. Bedrijven zetten het in om bijvoorbeeld de productontwikkeling te versnellen of om complexe vormen te creëren.