Un laser haute puissance, voie optique optimisée, une technologie de résolution adaptative brevetée, et des algorithmes intelligents pour le balayage laser ont permis à UpNano, une entreprise de haute technologie basée à Vienne, pour produire une impression 3D haute résolution comme jamais auparavant.

« Les pièces avec une résolution à l'échelle nanométrique et microscopique peuvent désormais être imprimées sur 12 ordres de grandeur, dans des délais jamais atteints auparavant. Cela a été accompli par UpNano, une spin-out de la TU Wien, qui a développé un système d'impression 3-D à polymérisation à deux photons (2PP) haut de gamme capable de produire des pièces polymères d'un volume allant de 100 à 1012 micromètres cubes. En même temps, l'imprimante permet une résolution à l'échelle nano et micro, ", a déclaré la société dans un communiqué.

Récemment, la société a démontré cette capacité remarquable en imprimant quatre modèles de la Tour Eiffel allant de 200 micromètres à 4 centimètres, avec une représentation parfaite de toutes les structures minuscules en 30 à 540 minutes. Avec ça, L'impression 3D 2PP est prête pour des applications en R&D et dans l'industrie qui semblaient jusqu'à présent impossibles.

Selon l'entreprise, la technologie de production ultra-précise de l'impression 3D 2PP ne pouvait jusqu'à présent être optimisée que pour une plage d'échelle très limitée. Aussi, la production dans la gamme centimétrique (gamme méso) était extrêmement longue et n'était donc pas attrayante pour la production quantitative dans l'industrie. UpNano démontre maintenant ce qui semblait impossible :leur système d'impression NanoOne peut produire des spécimens très précis avec une résolution nanométrique et micrométrique allant de centi-, au millimètre au micromètre. Et cela en quelques minutes.

Des photons puissants

"Nous avons développé et breveté une technologie de résolution adaptative innovante pour notre système d'impression 3D, " a expliqué Peter Gruber, chef de la technologie et co-fondateur d'UpNano.

"Avec un chemin optique optimisé et des algorithmes intelligents, nous pouvons utiliser la pleine puissance laser jusqu'à 1 Watt, ce qui est plusieurs fois plus que dans des systèmes comparables, " il ajouta.

Un laser aussi puissant fournit suffisamment d'énergie pour une impression à grande vitesse, en particulier en mode de résolution adaptative. Cette, En réalité, est un avantage significatif par rapport à d'autres systèmes qui utilisent des lasers plus faibles et sont donc limités en débit.

« Le bénéfice de cette innovation, " a ajouté Bernhard Küenburg, PDG d'UpNano, "est le plus remarquable dans la gamme méso. Le système NanoOne offre des temps de production beaucoup plus rapides que les autres systèmes. Ajoutez à cela notre technologie de résolution adaptative brevetée et vous obtenez la capacité d'imprimer de grands objets centimétriques avec une résolution micrométrique dans des cycles de production courts ."

Cet algorithme permet un élargissement du spot laser jusqu'à un facteur 10 en fonction des spécifications de l'échantillon imprimé. Un simple changement d'objectifs (il en existe différents, allant d'un grossissement de 4x à 100x) permet la production de pièces dans la gamme micro avec des résolutions à l'échelle du nanomètre.

Cette, trop, est beaucoup plus rapide que les autres systèmes grâce aux voies optiques spécifiques, les algorithmes de numérisation optimisés et la technologie propriétaire de résolution adaptative. En réalité, le NanoOne est capable de fabriquer des objets avec des volumes allant de 12 ordres de grandeur. Les dimensions dans la gamme micrométrique sont aussi possibles que dans la gamme centimétrique, tout en conservant une résolution ultra-élevée. Et tout cela dans les plus brefs délais.

Grâce à cette grande polyvalence, le système a suscité un grand intérêt dans la R&D et dans l'industrie juste après son introduction. Un exemple de son utilisation en médecine et en recherche est la production de micro-aiguilles avec des tolérances serrées et des caractéristiques définies telles que la pointe acérée, la canule ou le réservoir.

Les pièces micro-mécaniques fonctionnelles reflètent un autre domaine d'application intéressant pour la technologie UpNano. Un exemple de référence est un ressort fonctionnel d'une hauteur de 6 millimètres imprimé en moins de six minutes ou des pièces à deux composants avec des éléments mobiles inclus, imprimé en travaux d'impression uniques pour les applications de technologie médicale.

Les filtres sont le troisième des nombreux exemples démontrant la gamme de tailles du NanoOne. Des tailles de plusieurs centimètres carrés avec des tailles de pores de l'ordre du micromètre à un chiffre peuvent être imprimées en quelques heures.

« De tels filtres ont des tailles de pores exactement définies pour 100 % de tous les pores, " a expliqué Küenburg. Les variations dans la taille des pores sont donc autant du passé que les résultats de filtrage insatisfaisants. De cette façon, le NanoOne d'UpNano offre un nouvel horizon pour les processus de filtrage et de séparation, un horizon qui illustre le pouvoir d'innovation de l'entreprise.