Warum nicht aktuelle Methoden? Kosten + Zeit + Gefahren

Traditionell wurde bei der Mikrofabrikation das Mikroformen, die Mikrobearbeitung, die Fotolithografie oder das Ätzen eingesetzt. Bei der Entscheidung, welche 3D-Drucker in Ausbildung und Forschung eingesetzt werden sollen, sind weitere Faktoren zu berücksichtigen. 

Zu den Problemen mit den derzeitigen Fertigungsmethoden gehören:

• Mikrogießen und Mikrobearbeitung erfordern Werkzeuge, die für Forschungs- oder Ausbildungsprojekte nicht kosteneffizient sind
• Die Fotolithografie ist ein zeitaufwändiger Prozess mit vielen verschiedenen Schritten
• Das Nassätzen erfordert große Mengen an Ätzchemikalien, die entsorgt und ersetzt werden müssen
• Trockenätzen ist kostengünstiger, führt aber zu mikrogefertigten Teilen, die in verschiedenen Richtungen unterschiedliche Materialeigenschaften haben

Die Dünnschichtabscheidung kann auch für die Mikrofabrikation verwendet werden, aber es gibt zwei Hauptverfahren: die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und die chemische Gasphasenabscheidung (CVD). PVD erfordert in der Regel geschultes Personal, was eine potenzielle Herausforderung in der Ausbildung darstellt. Auch die Investitionskosten sind erheblich. CVD verwendet chemische Ausgangsstoffe, die gefährlich oder giftig sein können. Um Filme korrekt zu produzieren, müssen Anwender komplexe Anforderungen erfüllen.

Bei der Überlegung, welche Art von 3D-Druckern für die Ausbildung in Frage kommt, sind Geschwindigkeit, Präzision und Sicherheit einige der Faktoren, die ganz oben auf der Liste stehen.

Warum Mikro-3D-Druck? Geschwindigkeit + Präzision + Sicherheit

Der 3D-Druck kann Teile schnell, effizient und ohne Werkzeuge herstellen, doch nicht alle 3D-Drucktechnologien können die kleinen Größen und feinen Merkmale erreichen, die für die Mikrofabrikation erforderlich sind. Die traditionelle Stereolithografie (SLA) beispielsweise produziert Teile in Millimetern, die eine Auflösung von etwa 50 μm haben. Das auf Zwei-Photonen-Polymerisation basierende Laserdirektschreiben (TPP-DLW) bietet Präzision im Nanometerbereich, ist aber langsam und für viele Institutionen, die ihre Labore mit 3D-Druckern ausstatten wollen, unerschwinglich. 

Zum Glück gibt es die Projektions-Mikro-Stereolithographie (PμSL)-Technologie von BMF:

• Produziert mikrometergroße Teile mit hoher Präzision, Auflösung und Genauigkeit bei höheren Geschwindigkeiten
• Ermöglicht es Studenten, die Mikrofertigung von Teilen zu erlernen, die noch vor wenigen Jahren unpraktisch oder unmöglich zu produzieren gewesen wären
• Gibt Forschern die Möglichkeit, Projektkosten zu kontrollieren, während sie kleine Teile mit 2 μm Auflösung und 10 μm im Maßstab mikrofabrizieren
• Bietet effektive Experimentiermöglichkeiten für Hochschulen, Universitäten, Forschungseinrichtungen und Makerspaces

Der 3D-Drucker von BMF passt auf eine Tischplatte und verwendet einen geschlossenen Pfad, der das Austreten von UV-Strahlung effektiv verhindern kann. Bei der Arbeit mit Harzen werden Nitrilhandschuhe getragen und die Reinigung kann mit einem üblichen Lösungsmittel wie Isopropylalkohol erfolgen. Die integrierte Software ist über einen speziellen Computer in der Nähe zugänglich und bietet verlässliche Funktionen.

Die Universität Nottingham, eines der größten und fortschrittlichsten additiven Zentren der Welt, hat Ende letzten Jahres einen BMF 3D-Drucker angeschafft.

BMF-Drucker in der Forschung eingesetzt

Mehr als 100 wissenschaftliche Arbeiten wurden aus der Forschung mit microArch 3D-Druckern in den Bereichen Mikrofluidik, mechanische Metamaterialien, Biomimetik, Biomedizin, MEMS, Optik und mehr veröffentlicht! Laden Sie die vollständige Liste der veröffentlichten Arbeiten hier herunter.