3D-Druck: Löschbare Tinte eröffnet neue Möglichkeiten

Der 3D-Drucker kann durch Direktes Laserschreiben mikrometergroße Strukturen mit genau definierten Eigenschaften schaffen. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben jetzt ein Verfahren entwickelt, mit dem die 3D-Tinte wieder gelöscht werden kann. Dabei werden die bis zu 100 Nanometer kleinen Strukturen wiederholt aufgelöst und neu geschrieben. Das eröffnet Möglichkeiten für vielfältige Anwendungen. 

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. Um löschbare Tinte für das Verfahren zu entwickeln, haben die Wissenschaftler des KIT eine Tinte mit einer reversiblen Bindungsverknüpfung entwickelt. Deren Bausteine lassen sich wieder voneinander trennen. Das Gedruckte wird gelöscht, indem es in eine Lösungschemikalie getaucht wird. An der gelöschten Stelle kann der Drucker erneut schreiben, die Struktur kann mehrfach verändert werden kann.

Provisorische Stützen entfernen

Die Physiker entwickelten zuvor hochspezialisierte 3D-Drucker, mit denen durch Direktes Laserschreiben bis zu 100 Nanometer feine Gerüste entstehen. Der zugehörige „Tintenkiller“ bietet viele neue Anwendungsmöglichkeiten. So lassen sich mit löschbarer Tinte geschriebene Formen in Strukturen aus nicht-löschbarer Tinte integrieren. Damit wird es bspw. möglich, Stützkonstruktionen ähnlich wie beim Brückenbau herzustellen und sie im weiteren Fertigungsprozess wieder zu entfernen.

Für die Biologie ließen sich 3D-Designer-Petrischalen weiterentwickeln, um Zellkulturen im Labor in passgerechter Raumstruktur wachsen zu lassen. Während des Zellwachstums könnten die Forscher Teile des dreidimensionalen Mikrogerüstes wieder entfernen. Eine weitere Möglichkeit:  Mit Hilfe löschbar geschriebener, leitender Strukturen könnten Techniker reversible Drahtbindungen als elektronische Bauteile herstellen. Durch das Mischen einer permanenten und einer nichtpermanenten Tinte ließen sich zudem die Eigenschaften des gedruckten Materials beeinflussen.

3D-Druck ist in vielen Fertigungsbereichen auf dem Vormarsch. Nach Schätzungen der KIT-Wissenschaftler werden im Jahr 2030 möglicherweise zehn Prozent aller Güter 3D-gedruckt.