{"id":54611,"date":"2024-03-18T15:00:58","date_gmt":"2024-03-18T14:00:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=54611"},"modified":"2024-03-19T17:29:30","modified_gmt":"2024-03-19T16:29:30","slug":"forscher-entwickeln-neues-verfahren-zur-massenproduktion-3d-gedruckter-mikroskaliger-partikel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/forscher-entwickeln-neues-verfahren-zur-massenproduktion-3d-gedruckter-mikroskaliger-partikel\/","title":{"rendered":"Forscher entwickeln neues Verfahren zur Massenproduktion 3D-gedruckter mikroskaliger Partikel"},"content":{"rendered":"

Im Bereich des 3D-Drucks<\/a> winziger Strukturen wurden durch Forscher verschiedener Universit\u00e4ten bereits gro\u00dfe Meilensteine erreicht. So ist es Wissenschaftlern gelungen 3D-gedruckte Keramikstrukturen in der Mikrooptik<\/a> oder etwa 3D-gedruckte Mikrooptiken f\u00fcr Hybridlaser<\/a> zu produzieren. Forscher der Stanford University in Kalifornien, USA, haben nun k\u00fcrzlich ein neues 3D-Druckverfahren auf der Mikroebene zur Herstellung von Partikeln in einer Vielfalt an Formen entwickelt. Das Besondere an dem neuen Verfahren ist seine ausgesprochene Geschwindigkeit, sodass auf diese Weise t\u00e4glich bis zu einer Million hochdetaillierte und individuell anpassbare Partikel auf effiziente Weise produziert werden k\u00f6nnen. Die 3D-gedruckten mikroskopisch kleinen Partikel eignen sich beispielsweise zur Anwendung im Bereich der Fertigung, der Medizin sowie der Forschung, genauer f\u00fcr die Mikroelektronik, die Mikrofluidik und als Schleifmittel f\u00fcr komplizierte Fertigungsprozesse sowie f\u00fcr die Arzneimittel- und Impfstoffverabreichung. Finanziert wurde die Forschung teilweise von der Bill & Melinda Gates Foundation sowie von dem National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program.<\/p>\n

Bisher war die Herstellung derartiger mikroskaliger Partikel alles andere als trivial. Um die Partikel skalierbar produzieren zu k\u00f6nnen, bedarf es n\u00e4mlich einer ganz bestimmten Kombination an Lichtzufuhr, Harzeigenschaften und B\u00fchnenbewegung. Das neue Verfahren schafft hier Abhilfe. Jetzt k\u00f6nne man viel komplexere Formen bis in den mikroskopischen Bereich hinein herstellen, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die bisher f\u00fcr die Herstellung von Partikeln nicht erreicht wurde, und aus einer Vielzahl von Materialien, so der Hauptautor der Ver\u00f6ffentlichung, die sich mit dem neuen Verfahren befasst, sowie Doktorand im DeSimone-Labor in Stanford, Jason Kronenfeld. Laut dem Sanjiv Sam Gambhir Professor f\u00fcr Translationale Medizin an der Standford Medicine und korrespondierender Autor der Studie, Joseph DeSimone, glaube man, dass die Skalierbarkeit dieser Methode zu M\u00f6glichkeiten f\u00fchrt, diese Partikel als Antrieb f\u00fcr die Industrie der Zukunft zu nutzen.<\/p>\n

\"Partikel\"

Geometrien, die mit r2rCLIP hergestellt wurden (Bild: Kronenfeld et al.)<\/p><\/div>\n

Das neue Verfahren f\u00fcr den 3D-Druck mikroskaliger Partikel<\/h3>\n

Die von den Wissenschaftlern verfasste Arbeit, welche in der Fachzeitschrift „Nature“ ver\u00f6ffentlicht wurde, greift das 3D-Druckverfahren der „Continuous Liquid Interface Production“ (CLIP) auf, dessen Einf\u00fchrung bereits 2015 durch DeSimone und Kollegen stattgefunden hat. Dabei wird mit Hilfe von in Scheiben projeziertem UV-Licht Harz<\/a> geh\u00e4rtet. Die Methode zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie einen besonders schnellen 3D-Druck der Partikel bewirkt. Dies wird dadurch erm\u00f6glicht, dass empfindliche Strukturen aush\u00e4rten k\u00f6nnen, ohne jede Schicht von einem Fenster abrei\u00dfen zu m\u00fcssen. Oberhalb der UV-Lichtquelle befindet sich n\u00e4mlich ein sauerstoffdurchl\u00e4ssiges Fenster, durch welches eine sogenannte „tote Zohne“ entsteht, mit Hilfe derer fl\u00fcssiger Kunststoff vor dem Aush\u00e4rten bewahrt wird, sodass das ungewollte Haftenbleiben am Fenster vermieden wird.<\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

Die Forscher wollten das Verfahren jedoch f\u00fcr die Herstellung einer gr\u00f6\u00dferen Partikelanzahl aufeinmal anwenden, sodass eine t\u00e4gliche Anzahl von bis zu einer Million erreichbar w\u00e4re, was bisher mit manueller Arbeit sowie einem gro\u00dfen Zeitaufwand verbunden war. Um das bestehende Verfahren zur Massenproduktion ma\u00dfgeschneiderter winziger Partikel anzupassen, schafften die Forscher deshalb eine Erweiterung namens „roll-to-roll CLIP“, kurz r2rCLIP. Der Name leitet sich durch die Funktionsweise des Verfahrens ab, welche einem Flie\u00dfband \u00e4hnelt. Zun\u00e4chst wird n\u00e4mlich eine Folie gespannt, die an den CLIP-3D-Drucker \u00fcbermittelt wird, der im n\u00e4chsten Schritt Hunderte von Strukturen aufeinmal auf die Folie druckt. Nach dem Druck werden die Strukturen am Flie\u00dfband gewaschen, ausgeh\u00e4rtet und entfernt, bevor die leere Folie wieder aufgerollt wird. Kronenfeld \u00e4u\u00dferte sich abschlie\u00dfend mit diesen Worten zu der neuen Entwicklung:<\/p>\n

\n

Wir bewegen uns in einem pr\u00e4zisen Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Aufl\u00f6sung. Unser Ansatz ist eindeutig in der Lage, hochaufl\u00f6sende Ergebnisse zu produzieren und gleichzeitig das Herstellungstempo beizubehalten, das erforderlich ist, um die Partikelproduktionsmengen zu erreichen, die Experten f\u00fcr verschiedene Anwendungen als wesentlich erachten.“<\/p>\n<\/blockquote>\n

Mehr Informationen zu der Entwicklung des neuen Verfahrens zur Massenproduktion mikroskaliger Partikel erhalten Sie in der Pressemeldung der Stanford University<\/a>.<\/p>\n

Was halten Sie von der neuen Entwicklung der Forscher der Stanford University? Lassen Sie uns dazu gerne einen Kommentar da oder teilen Sie uns Ihre Meinung auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n

*Titelbildnachweis: DeSimone Research Group, SEM courtesy of Stanford Nano Shared Facilities<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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