Nanoscribe combina la tecnología de microimpresión 3D con la producción en serie convencional

Última Actualización en: junio 21, 2018

Mentiría si dijera que la nanotecnología y la microimpresión en 3D no me asombran por completo: es increíble que objetos tan pequeños puedan ser tan valiosos. La nanoimpresión podría tener un gran impacto en campos como la electrónica y la medicina, y la empresa alemana Nanoscribe es experta en microfabricación en impresión 3D.

La empresa presentó su impresora 3D Photonic Professional GT, un sistema de litografía láser de ultra alta resolución, en 2015, y a principios de este año demostró su capacidad para imprimir microópticas en 3D. Como casi todo el mundo en la industria, Nanoscribe asistió a formnext en Frankfurt la semana pasada, y reunió la producción en serie convencional y las tecnologías de microimpresión 3D en su stand ferial.

Nanoscribe, una spin-off del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT), desarrolla y suministra impresoras 3D para nano, micro y mesoescala, junto con fotoresistencias y soluciones de proceso. El Photonic Professional GT permite a la empresa fabricar complejos componentes de plástico nano y microestructurados a una resolución extremadamente alta, con estructuras que sólo miden unos pocos milímetros.

fotónico profesional GT

Los sistemas de impresión 3D de Nanoscribe utilizan el proceso de impresión 3D de polimerización de dos fotones (2PP), que consiste en un rayo láser que expone un material fotosensible y lo polimeriza en el punto focal, haciendo posible la impresión de casi cualquier estructura de polímero 3D; las impresoras 3D de la compañía tienen límites de tamaño que van mucho más allá de lo que la estereolitografía es capaz de crear. Utilizando la tecnología 2PP, Nanoscribe es capaz de imprimir en 3D micro-componentes de alta precisión con tamaños de características submicrónicas de hasta sólo 200 nanómetros. El paquete de software interno de la empresa ofrece una interfaz fácil de usar y un flujo de trabajo fácil de seguir que se combinan para optimizar las propiedades, como la precisión de la forma y el acabado de la superficie, y el proceso del objeto impreso en 3D.

Los fabricantes de componentes microelectrónicos, microfluídicos y microópticos tienen que ser flexibles, debido a la disminución de los ciclos de vida de los productos, diseños complejos y procesos de iteración más rápidos con los que tienen que lidiar; además, es muy difícil producir estructuras de forma libre con resoluciones por debajo de 10 μm utilizando formas tradicionales de fabricación, que es donde Nanoscribe entra en juego. Los patrones de polímero impresos en 3D, que se pueden utilizar para fabricar moldes para estampado en caliente o moldeo por inyección, se basan en la escritura directa por láser y se pueden fabricar directamente a partir de modelos CAD, lo que permite una reproducción rentable de grandes cantidades de piezas impresas, así como una alta fidelidad de forma.

El polímero impreso en 3D sirve como base para una cala de níquel para el moldeo por inyección.

Los patrones de polímero se pueden utilizar en microherramientas – un ejemplo es la transferencia de formas microópticas impresas en 3D a la fabricación en serie con la ayuda de patrones de polímero. Las prismas, microlentes y retrorreflectores, todos ellos considerados elementos microópticos, pueden imprimirse en 3D con una alta precisión dimensional, lo que los hace perfectos para aplicaciones como teléfonos inteligentes e ingeniería médica.

Las microópticas impresas en 3D se pueden utilizar como patrones de polímeros cuando se les dan bordes afilados, geometrías asimétricas, pendientes verticales y matrices de elementos diferentes, y luego se electroforman en una camisa de níquel: la estructura de polímero impresa en 3D se pulveriza con una delgada capa de metal, y la camisa de níquel se electrodeposita en la parte superior para formar un molde de réplica. Este tipo de molde puede ser añadido a la cadena de proceso para diferentes tipos de moldeo por inyección, lo que, según Nanoscribe, “proporciona la base para una mayor producción en serie”.

Nanoscribe también ofrece una línea de fotoresistencias especiales y fáciles de usar, diseñadas especialmente para su impresora 3D Photonic Professional GT para maximizar su rendimiento.

Las fotoresistencias de tono negativo se dirigen a calidades específicas, como el rendimiento, la suavidad de la superficie y la resolución, y las muestras se producen fácilmente a partir de hidrogeles y polímeros aglutinantes/repelentes de células, hidrofóbicos e hidrofílicos; esto permite la fabricación directa sobre múltiples tipos de sustratos, como chips de silicio y vidrio.

Tornillos con roscas de 1,3 mm de diámetro exterior y tuercas correspondientes.

Además de las microestructuras y microcomponentes de impresión 3D, la tecnología exclusiva de Nanoscribe puede utilizarse para producir micropiezas, como abrazaderas, engranajes, tornillos y espirales miniaturizados, con dimensiones de hasta milímetros. Los ingenieros médicos, y la industria relojera y de MEMS, pueden utilizar estas soluciones de impresión en 3D para reducir el tiempo que tardan sus ciclos de iteración y sus procesos de desarrollo de productos.

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