İki İşlemi Bir Arada Yapan Makine ile Polimer Yapısını Daha Hızlı Üretmek Mümkün
Bir polimer üretimi hızlı mı kusursuz olmalı? İki özelliği bir arada bulundurmalı elbette fakat lazer ile bu sonuca halen ulaşılabilmiş değil. Belki de ulaşıldı? Stereolitografi ve çoklu foton polimerizasyonunu yöntemlerinin kombinasyonuyla hem hızlı hem de kusursuz bir polimer yapısı elde etmek mümkün: Fraunhofer Lazer Teknolojisi Enstitüsü ILT bilim adamları, her iki metodu kullanarak yüksek hassasiyetli, uygun maliyetli 3D yapı teknolojileri için bir makine geliştiriyorlar. 1 Kasım 2018’de, Fraunhofer Lazer Teknolojisi ILT ve proje ortakları, Avrupa Birliği veAlmanya’nın Kuzey Ren-Vestfalya Eyaleti tarafından finanse edilen “UV Polimerizasyonu ve Çoklu Foton Polimerizasyonu – HoPro-3D Kombinasyonu ile Yüksek verimli ve detaylı katmanlı üretim” adlı projeyi başlattılar.
Aachen’dan LightFab, Dortmund’dan Bartels Mikrotechnik ve Bergisch Gladbach’dan Miltenyi Biotec şirketleri ile birlikte, Fraunhofer ILT’nin uzmanları, submikrometre aralığında bir çözünürlükle makroskopik polimer yapılar üretmek için yeni bir makine geliştiriyorlar. Şimdiye kadar, bu amaç için çeşitli ayrı işlemler mevcuttur: örneğin stereolitografi (SLA) veya micromirror dizileri (DLP) gibi lazerlere dayalı UV polimerizasyonu ve mikroskobik bir ölçekte çoklu foton polimerizasyonu (MPP).
SLA işleminde, bir UV lazer reçine banyosunda iki boyutlu bir yapı yazar ve ışığa duyarlı materyalin polimerleşmesine neden olur. Bileşen adım adım indirgenir ve katmanlarda 3 boyutlu bir yapı oluşturulur. Çoğunlukla, birikme oranı saniyede 1 mm³’nin oldukça üzerindedir. Yeni nesil 3D yazıcılarda tarayıcı yerine UV LED ışık motorları ve bir DLP (Dijital Işık İşlemci) çipi kullanılır. Bu, yapım hızını arttırır. Her iki yöntem de 10 μm’nin üzerinde maksimum çözünürlük elde eder.
Çoklu foton polimerizasyonu daha ince yapılar oluşturmak için uygundur. Bu işlemde, gerekli foton enerjisi, görünür veya kızılötesi aralıktaki dalga boylarına sahip yoğun lazer darbeleri tarafından üretilir. Avantajı, üç boyutta da 100 nm’ye varan son derece yüksek hassasiyettir; ancak, buradaki yapım hızı saniyede sadece 10 μm³ ‘dür.
Bir Makinede İki Sistemle Zaman Kazanma
Proje ortakları şimdi DLP tabanlı süreci MPP işlemi ile birleştiriyor ve yüksek yapım oranları veya yüksek hassasiyet için iki seçilebilir pozlama sistemi olan bir makine geliştiriyorlar. Bunu 365 nm dalga boyunda yayan yüksek performanslı LED’ler ve litografi için HD çözünürlüklü bir DLP yongası kullanarak başarıyorlar. MPP modülü hızlı tarayıcı ve mikroskop optiği ile femtosaniye lazer kullanır.
Fraunhofer ILT HoPro-3D proje yöneticisi Dr. Martin Wehner, “Avantaj, iki prosedür arasındaki etkileşimde yatıyor: İhtiyaca bağlı olarak, işlemdeki hatalı sistemler arasında geçiş yapmayı düşünüyoruz” diyor. “Karşılaştığımız zorluk süreç kontrolünde. Konsept geliştirildi, şu anda uygun bir makine üretiliyor. ”
Uygulama Alanları Biyomedikal ile Sınırlı Değil!
Çoğu bileşen, hızlı bir şekilde monte edilebilen bir gövdeye sahiptir, fakat aynı zamanda yüksek hassasiyet gerektiren belirli yapılara sahip olması gerekir. Proseslerin kombinasyonu bunu başarmayı sağlar, örneğin, lensler veya prizmalar gibi optik fonksiyon elemanlarının doğrudan daha büyük bir bileşene büyük bir hassasiyetle entegre edilmesini mümkün kılar. Bu yaklaşım sayesinde, analiz teknolojisindeki optik bilgilerin okunması için eksiksiz bir toplama optiği düşünülebilir.
Uygulama alanları çok çeşitlidir, ancak bu makine biyomedikal analiz teknolojisinde kullanılan bileşenlerin üretimi için kullanılarak fonksiyonluğunu kanıtlamalıdır. 3D doku modelleri, mikromekanik bileşenler veya komple mikroakışkan sistemler için destek iskeleleri bunun için tipik uygulama örnekleridir.
Kaynak : bionity.com
