Druk 3D w nanoskali dzięki firmie UpNano

Druk 3D w nanoskali dzięki firmie UpNano

2 października 2020 0 przez Maciej Lewczuk

UpNano to austriacka firma, która oferuje druk 3D w nanoskali. Opracowali proces polimeryzacji 2-fotonowej (2PP) pozwalający na tworzenie obiektów o objętości kilkuset mikrometrów sześciennych.

Druk 3D w wysokiej rozdzielczości

Zastosowanie lasera o dużej mocy umożliwia austriackiej firmie specjalizującej się w druku 3D 2PP bardzo precyzyjne i szybkie tworzenie obiektów w skali nano-, mikro- i mezo.

Laser dużej mocy, zoptymalizowany układ optyczny, opatentowana technologia rozdzielczości adaptacyjnej i inteligentne algorytmy skanowania laserowego pozwalają na drukowanie 3D w wysokiej rozdzielczości, jakiej nie osiągano nigdy wcześniej.

UpNano Druk 3D nanoskala modele

Zostało to osiągnięte przez firmę UpNano GmbH, wywodzącą się z Uniwersytetyu Technicznego w Wiedniu. Firma opracowała system drukowania 3D 2PP, dzięki któremu można wytwarzać części polimerowe o objętości od 100 do 1012 mikrometrów sześciennych.

UpNano Druk 3D nanoskala - rozmiary
Obiektywy

Niedawno firma zademonstrowała tę niezwykłą zdolność, drukując cztery modele wieży Eiffla o wielkości od 200 mikrometrów do 4 centymetrów. Doskonale odwzorowano w nich wszystkie drobne struktury i to w czasie od 30 do 540 minut.

UpNano Druk 3D nanoskala wieża Eiffla

Dzięki takiej precyzji druk 3D 2PP jest gotowy do zastosowań w medycynie i przemyśle.

Moc fotonów NanoOne

Opracowaliśmy i opatentowaliśmy innowacyjną technologię rozdzielczości adaptacyjnej dla naszego systemu druku 3D.” – Wyjaśnia Peter Gruber, szef technologii i współzałożyciel UpNano. „Wraz ze zoptymalizowaną ścieżką optyczną i inteligentnymi algorytmami możemy wykorzystać pełną moc lasera do 1 W. To kilkakrotnie więcej niż w porównywalnych systemach.”

Tak mocny laser dostarcza wystarczającą ilość energii do szybkiego drukowania, zwłaszcza w trybie rozdzielczości adaptacyjnej. Jest to znacząca zaleta w porównaniu z innymi systemami, które wykorzystują słabsze lasery, a zatem mają ograniczoną szybkość.

Zaleta tej innowacji”, dodaje Bernhard Küenburg, prezes UpNano, „jest najbardziej zauważalna w zakresie mezo. System NanoOne zapewnia znacznie krótsze czasy produkcji niż inne systemy. Dodaj do tego naszą opatentowaną technologię rozdzielczości adaptacyjnej, a otrzymasz możliwość drukowania obiektów o wielkości centymetra z rozdzielczością mikrometra w krótkich cyklach produkcyjnych”.

Algorytm ten umożliwia poszerzenie plamki lasera nawet 10-krotnie, w zależności od parametrów danego modelu. Prosta zmiana obiektywów (dostępne są różne, od 4-krotnego do 100-krotnego powiększenia) pozwala na produkcję części z różną precyzją.

Oprogramowanie i materiały

Drukarki kontrolowane są przez specjalne oprogramowanie THINK3D. Pozwala ono zaplanować wszystkie kroki potrzebne do wyprodukowania precyzyjnego modelu.

Technologia UpNano pozwala obecnie na wykorzystanie 3 materiałów (filamentów), które znajdą zastosowanie przy technologii 2PP:

  • UpPhoto – materiał uniwersalny do bardzo szybkiego wytwarzania części w skali mikro do mezo (możliwe są podcięcia i mikropory).
  • UpSol – materiał hybrydowy do skomplikowanych struktur do skali poniżej mikrona.
  • UpBio – materiał hydrożelowy na bazie żelatyny. Stosuje się go do obiektów wykorzystywanych w medycynie.
UpNano nanoskala medycyna biokompatybilność medycyna
Model 3D w nanoskali z przyczepionymi tkankami

Od medycyny do przemysłu

Dzięki tej dużej wszechstronności system zaraz po wprowadzeniu spotkał się z dużym zainteresowaniem w medycynie i przemyśle. Przykładem jego zastosowania w medycynie jest produkcja niezwykle precyzyjnych mikroigieł.

UpNano nanoskala sprężyna

Przykładem szybkości przy zachowaniu wysokiej precyzji jest funkcjonalna sprężyna o wysokości 6 milimetrów. Wydrukowana została w mniej niż 6 minut.

Źródło: UpNano