UpNano 3D-printer print compleet kasteel op potloodpunt

UpNano zet een indrukwekkende stap vooruit met de NanoOne 3D-printer. Deze technologie maakt het mogelijk om structuren te printen die zo klein zijn dat ze enkel onder een elektronenmicroscoop zichtbaar worden. Zoals een volledig werkend kogellager van een paar milimeter of een geprint kasteel op een potloodpunt die niet zichtbaar is met het blote oog. Van medische toepassingen tot microfilters: de precisie van deze printer opent deuren naar innovatieve oplossingen in diverse industrieën.

UpNano en de kracht van nanoschaal

De term ‘nano’ verwijst naar een miljardste deel, en met de NanoOne van UpNano wordt deze schaal tastbaar. Dankzij 2-fotonen lithografie print het systeem structuren kleiner dan 200 nanometer horizontaal en 550 nanometer verticaal. Dit proces gebruikt lichtdeeltjes om materiaal te verharden op een schaal van duizendsten van millimeters. Bovendien zorgen drie compacte motoren van FAULHABER voor een exacte positionering van het substraat.

Een voorbeeld van deze precisie is een kasteel van slechts zes millimeter, geprint op een potloodpunt. Met details als zuilen van 950 nanometer dik toont UpNano wat er mogelijk is. Dergelijke structuren zijn ideaal voor toepassingen in medische experimenten, waar ze houvast bieden aan cellen.

Technologie achter de precisie

De kern van deze innovatie ligt in 2-fotonen lithografie, een methode die een kwantumeffect tussen lichtdeeltjes gebruikt. Hierdoor ontstaat een gecontroleerde verharding van kunststofmoleculen. Peter Gruber, CTO van het bedrijf, legt uit dat een hoge fotonendichtheid nodig is. Vervolgens kan de laser focussen op één minuscuul punt, wat vrije beweging door het materiaal mogelijk maakt.

Dankzij deze techniek produceert de printer complexe geometrische vormen. Daarnaast biedt het systeem flexibiliteit: van microkanalen tot lenzen op glasvezels. Met een speciale module print het zelfs biomateriaal met levende cellen, waarbij polymerisatie alleen op specifieke plekken optreedt.

Toepassingen van UpNano in de industrie

De klanten van UpNano, vaak actief in medische technologie en farmacie, houden hun projecten veelal geheim. Toch noemt Gruber toepassingen als IVF, waarbij met individuele eicellen wordt gewerkt, en lenzen voor micro-endoscopen. Ook telecommunicatiebedrijven ontdekken de mogelijkheden.

Met een productiesnelheid van meer dan 450 kubieke millimeter per uur combineert de NanoOne snelheid met nauwkeurigheid. Objecten variëren van 150 nanometer tot 40 millimeter, ondersteund door vier lenzen met verschillende resoluties. Hierbij speelt de precieze optica een sleutelrol.

Nauwkeurige aandrijving voor optimale resultaten

Voor de exacte uitlijning van het substraat vertrouwt het systeem op de ‘Automatic Tilt Correction Insert’. Deze houder past de positie aan op drie assen, met een vlakheid van minder dan een micrometer. Daardoor bereikt de laser altijd de juiste plek. Tegelijkertijd zijn componenten losgekoppeld van de behuizing, zodat de printer op elke stabiele ondergrond werkt.

De kracht voor deze positionering komt van drie DC-tandwielmotoren van FAULHABER. Met een diameter van slechts 15 millimeter leveren ze een hoog koppel.