Additive manufacturing, van macro naar nano

Het creëren van grote structuren met een hoog volume of met de hoogst mogelijke resolutie: Laser Zentrum Hannover (LZH) doet onderzoek naar de diverse werkwijzen voor additive manufacturing (AM) om deze technologie voorbij de huidige grenzen te ontwikkelen. Op de Hannover Messe presenteert LZH de laatste stand der techniek.

Grote hoeveelheden materiaal kunnen worden verwerkt met AM op macro- en XXL schaal. Met behulp van laseroplassen met draad zijn wetenschappers van LZH in staat om metaaldelen volledig te construeren of bestaande onderdelen te wijzigen. Op dit moment is met laseroplassen een builtrate van 10 kg/h mogelijk. Voor nauwkeurige en kleinere werkstukken vervangt LZH het laseroplassen voor SLM (selective laser melting). Voor structuren met een resolutie kleiner dan 30 micrometer, is SLM een effectieve 3D-printmethode. Momenteel onderzoekt LZH voor beide technologieën het gebruik van speciale materialen zoals magnesium en nikkel-titanium legeringen.

Microcomponenten

Aanvullende 3D-technieken voor productie op micrometerschaal is stereolithografie (SLT) en spuitgieten. Voor deze werkwijzen kan LZH een laterale resolutie van 5 tot 10 micrometer bereiken. Er kunnen lagen gebouwd worden van verschillende materialen en het is mogelijk om het materiaal in een laag te wijzigen. Een andere techniek die LZH gebruikt is 2PP (Two-photon-polymerization). Deze techniek kan gebruikt worden om micro- en nanogestructureerde objecten te printen. In vergelijking met de meeste 3D-processen is bij 2PP het niet noodzakelijk om laagsgewijs op te bouwen. De laser kan objecten in een polymeer direct driedimensionaal printen. Deze techniek is interessant omdat het contactloos is en de resolutie in een bereik van kleiner dan 100 nm tot enkele micrometers ligt.