"Schaerfster" 3D-Drucker Oesterreichs in Betrieb

Österreichs höchstauflösender 3D-Drucker wurde von der Technischen Universität (TU) Wien und der Fachhochschule (FH) Wiener Neustadt installiert und ist seit Oktober dieses Jahres betriebsbereit.

Wien (TU) Drucker, mit denen dreidimensionale Objekte erstellt werden können, sind mittlerweile keine Seltenheit mehr. Berichtenswert erscheint jedoch die Tatsache, dass dank der Initiative von ForscherInnen der TU Wien und der FH Wiener Neustadt Österreichs „schärfster“, sprich höchstauflösender 3D-Drucker betriebsbereit ist. Dieses hochpräzise System eröffnet der österreichischen Forschungslandschaft und auch der österreichischen Industrie neue Möglichkeiten zur Herstellung komplexer dreidimensionaler Miniaturbauteile wie sie in immer mehr Elektronikgeräten – z.B. Stecker und Halterungen in Mobiltelefonen – sowie in der Medizintechnik verwendet werden.

Der superpräzise 3D-Drucker existiert in dieser Form weltweit nur ein Mal. Er wurde nach den Spezifikationen der beiden Projektpartner in Deutschland gefertigt und kostete immerhin 200.000,- Euro. Das beantwort eine der Fragen nach der Kooperation zwischen der TU Wien und der FH Wiener Neustadt. Eine weitere Erklärung liegt in der Intensivierung der Forschungszusammenarbeit. Die Kooperation ist ein gutes Beispiel dafür, dass Unis und Fachhochschulen durch gemeinsame Investitionen begrenzte Forschungsmittel besser ausnützen können.

Die neue Mikro-Rapid-Prototyping-Anlage, die im Oktober dieses Jahres in den Institutslaborräumen in der Wiener Favoritenstraße in Betrieb genommen wurde, leistet viel: von der Produktion kostengünstiger Prototypen oder Kleinserien bis hin zu komplexen Bauteilen, die mit den herkömmlichen und gängigen Fertigungstechnologien nicht mehr realisierbar sind. Sie können mit einem stereolithografischen Verfahren unmittelbar aus einem 3D-CAD-Modell generieren. Ein CAD-Modell wird in Schichten zerlegt und aus diesen werden direkt die Daten zur flexiblen Prozesssteuerung ermittelt. Diese Daten steuern einen ultravioletten Laserstrahl in Bahnen über die Oberfläche eines flüssigen Polymers. Durch eine lokale Aushärtung können in einer Schicht beliebige Geometrien erzeugt werden. Durch die Vernetzung der einzelnen Schichten entsteht das Bauteil 1:1 als physisches Abbild des CAD-Modells. Beispiele: http://www.tuwien.ac.at/pr/download/download_pa_48_05.shtml

Bei einem Bauraum von 40x40x40mm kann das Gerät beliebige Geometrien mit einer Auflösung in der x-y-Ebene von bis zu 5 Mikrometer, was 5000dpi entspricht, und 10 Mikrometer in der z-Ebene strukturieren. Das Gerät ist mit diesen Spezifikationen somit das höchstauflösende Stereolithographiegerät in Österreich.

Derzeit laufen bereits drei aktuelle Projekte, die sich diese neuen Möglichkeiten zunutze machen. Während sich die FH Wiener Neustadt auf Anwendungen im Werkzeugbau und industrienahe Dienstleistungen konzentriert, nutzt die TU Wien die Anlage zur Entwicklung neuartiger Photopolymere mit gezielt einstellbaren optischen und biofunktionellen Eigenschaften. So sollen beispielsweise gezielt optische Leiterbahnen in Platinen zur Versorgung optoelektronischer Bauelemente eingeschrieben werden. Für Anwendungen in der Zellbiologie besteht die Möglichkeit der Herstellung dreidimensional strukturierter Gerüste zur Untersuchung und Kultivierung von Zellkulturen.

Die beiden Institute für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie sowie Angewandte Synthesechemie der TU Wien haben gemeinsam mit der Fachhochschule Wiener Neustadt dieses System angeschafft. Neben Forschungsaktivitäten steht der neue 3D-Drucker österreichischen Firmen im Rahmen von Forschungskooperationen, Projekten und als Dienstleistung für die Einzelstück- bzw. Kleinserienfertigung von Mikrostrukturen zur Verfügung. Damit soll dem internationalen Trend in Richtung Rapid Prototyping Folge geleistet werden. Gleichzeitig werden neue Akzente in der österreichischen Mikrosystemtechnik-Landschaft gesetzt.

Neben Eigenmitteln der TU Wien wurden Förderungen im Rahmen des FHplus-Projektes „Einsatz von Rapid Prototyping Verfahren für den Mikroformenbau“ sowie Mittel aus der österreichischen Nano-Initiative (Projekt ISOTEC) in dieses zukunftsträchtige Vorhaben investiert.

Rückfragehinweis:
Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr. Jürgen Stampfl
Technische Universität Wien
Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie
T: +43-1-58801-30862
Email: jstampfl@pop.tuwien.ac.at

Dipl.-Ing. (FH) Stephanie Fischer
Fachhochschule Wiener Neustadt für Wirtschaft und Technik Ges. m. b. H.
Fachbereich Mikrosystemtechnik
Email: stephanie.fischer@fhwn.ac.at