Xolographie als leistungsfähige neue Methode für den 3D-Druck
Xolographie, Abbildung: xolo GmbH
Es sieht aus wie Science-Fiction und könnte die Zukunft des 3D-Druck sein: Ein blauer Lichtschnitt wandert durch eine Flüssigkeit, währenddessen treten Lichtprojektionen durch die Fenster eines eckigen Glasgefäßes. Wie beim Replikator der Star Trek Raumschiffe materialisiert das gewünschte Objekt. Was früher Stunden dauerte, schwebt nach kurzer Zeit in der Flüssigkeit im Gefäß, wird anschließend entnommen und unter UV-Licht gehärtet.
Das zugrundeliegende Verfahren, die Xolographie, wurde von einem Team um den Chemiker Stefan Hecht (Humboldt-Universität, IRIS Adlershof), den Physiker Martin Regehly und den Gründer Dirk Radzinski innerhalb der letzten zwei Jahre in der Startup-Firma xolo GmbH in Berlin-Adlershof entwickelt. Im Fachmagazin Nature beschreiben sie nun erstmalig ihre neuartige Methode.
Grundlage ihrer Erfindung sind photoschaltbare Moleküle – Hechts Spezialgebiet – die nur am Kreuzungspunkt (Xolographie) von Lichtstrahlen zweier unterschiedlicher Farben eine zielgenaue Aushärtung im gesamten Volumen (holos) des Ausgangsmaterials ermöglichen. In Kombination mit einem neuen Druckverfahren (Xolographie), basierend auf einem vom Laser erzeugten Lichtschnitt und über einen Projektor eingestrahlte Schnittbilder, werden die gewünschten Objekte ausgehend von virtuellen 3D-Modellen erzeugt.
Im Gegensatz zum konventionellen 3D-Druck, bei dem das Objekt Schicht für Schicht erzeugt wird, liegen die Vorteile der Xolographie in der deutlich höheren Geschwindigkeit und es können glatte Oberflächen erzeugt werden. So lassen sich komplexe, mehrteilige Systeme in nur einem Arbeitsschritt fertigen.
„In einem interdisziplinären Team aus Chemikern, Physikern, Materialwissenschaftlern und Softwareentwicklern konnten wir die Xolographie als leistungsstarke neue Methode entwickeln.“ freut sich Hecht und betont die vielen Möglichkeiten, die sich aufgrund der Vielseitigkeit der Methode ergeben. „Mit Hilfe der Xolographie in Kombination mit verschiedenen Materialien können wir die künftige Fertigung von optischen Bauteilen sowie biomedizinischen Geräten maßgeblich verbessern.“
Publikation
Regehly, Garmshausen, Reuter, König, Israel, Kelly, Chou, Koch, Asfari & Hecht:
“Xolography for linear volumetric 3D printing”
Nature 588, 620-624 (2020). DOI: s41586-020-3029-7
Weitere Informationen
Kontakt
Prof. Stefan Hecht
Humboldt-Universität zu Berlin
Institut für Chemie & IRIS Adlershof