Spektroskopie bezeichnet eine Gruppe physikalischer Untersuchungen der Wechselwirkungen zwischen elektromagnetischer Strahlung und Materie. Dazu verwendet Adrian Buchman, Doktorand am Lehrstuhl für Physikalische Chemie II an der Ruhr-Universität Bochum (RUB), kleine, aber hochpräzise Düsen, die einen Flüssigkeitsfilm oder -strahl erzeugen.
Es wurden 18 Versionen einer Düse mit steileren und flacheren Ausgängen benötigt, mit einem Präzisionsgrad von wenigen Zehntel Mikrometer. Das Material der Düse muss dem hohen Druck, der bei dieser Anwendung entsteht, standhalten. Adrian Buchman suchte nach einer Fertigungsmethode und entdeckte die Projektions-Mikro Stereolithografie (PμSL), eine additive Fertigungstechnologie von Boston Micro Fabrication (BMF), die Genauigkeiten von +/- 10 µm erreicht.
Diese Form der Stereolithografie (SLA) löst die Photopolymerisation einer Materialschicht durch einen Blitz von ultraviolettem (UV) Licht aus. Dies ermöglicht eine effiziente Verarbeitung bei kürzeren Bauzeiten. Es können speziell Flüssigpolymere mit gut geeigneten mechanischen Eigenschaften verwendet werden. BMF verfügt außerdem über ein offenes Materialsystem.
„Ich empfehle die PµSL-Technologie von BMF für Spektroskopie-Komponenten, weil sie mit der erforderlichen Genauigkeit druckt“, sagt Adrian Buchman. „So lassen sich schnell verschiedene Spezifikationen aus einem Polymer herstellen, das dem erforderlichen Druck standhält.“ Buchman beauftragte BMF mit dem Mikro-3D-Druck von Düsen in 18 leicht unterschiedlichen Versionen mit einem microArch S240 3D-Drucker des Unternehmens.
Diese 10-µm-Serienplattform ist eine ideale Lösung für Unternehmen und Universitäten, die ultrahohe Auflösung, Genauigkeit und Präzision in einem Desktop-Paket benötigen. Das ausgewählte Photopolymer Forward AM Ultracur von BASF ist gelb oder schwarz transparent und kann sowohl für den Druck von Versuchs- als auch Serienteilen verwendet werden.
Die spektroskopischen Bauteile mit Abmessungen von 2,4*2,4*2 mm^3 wurde in Schichthöhen von 10 µm in einer Gesamtdruckzeit von 4 bis 5 Stunden für 18 Stück gedruckt. Buchman gefiel, dass der 3D-Drucker von BMF die verschiedenen Düsen schnell, mit der erforderlichen Präzision und in großen Mengen herstellen konnte. Nach dem Aushärten hat das RG-Photopolymer gut geeignete Zug- und Biegeeigenschaften, die den Druckanforderungen standhalten. BMF konnte alle benötigten Teile innerhalb weniger Wochen produzieren.
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