Löschbare Tinte für den 3D-Druck

Im 3D-Druckverfahren durch direktes Laserschreiben lassen sich mikro­meter­große Struk­turen mit genau defi­nierten Eigen­schaften schreiben. Forscher des Karls­ruher Instituts für Techno­logie haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3D-Tinte für die Drucker wieder weg­wischen lässt. Die bis zu hundert Nano­meter kleinen Struk­turen lassen sich dadurch wieder­holt auf­lösen und neu schreiben. Die Entwick­lung eröffnet der 3D-Ferti­gungs­technik viel­fältige neue Anwen­dungen, zum Beispiel in der Bio­logie und der Material­ent­wick­lung.

Beim direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokus­sierter Laser­strahl in einem Foto­lack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln, die man auch wieder löschen kann, war eine der großen Heraus­forde­rungen beim direkten Laser­schreiben“, sagt Chris­topher Barner-Kowollik vom KIT. Das ist den Wissen­schaftlern nun gelungen: Sie haben eine Tinte mit einer rever­siblen Bindungs­ver­knüpfung entwickelt, deren Bau­steine sich wieder vonein­ander trennen lassen. Das Gedruckte wird einfach gelöscht, indem es in eine Lösungs­chemi­kalie getaucht wird. An der gelöschten Stelle kann wiederum erneut geschrieben werden, so dass die Struktur mehr­fach verändert werden kann.

„Die Tinte mit Sollbruchstellen bietet eine Viel­falt an Anwen­dungen“, betont Dokto­rand Markus Zieger vom KIT. Mit lösch­barer Tinte geschrie­bene Formen lassen sich in Struk­turen aus nicht­lösch­barer Tinte inte­grieren. So wird es möglich, beim drei­dimen­sio­nalen Druck Stütz­konstruk­tionen – ähn­lich wie beim Brücken­bau – herzu­stellen und sie im weiteren Ferti­gungs­prozess wieder zu ent­fernen. Für die Bio­logie ließen sich 3D-Designer-Petri­schalen weiter­ent­wickeln, die jüngst eben­falls am KIT ent­worfen wurden, um Zell­kulturen im Labor in pass­gerechter Raum­struktur wachsen zu lassen. „Man könnte während des Zell­wachs­tums Teile des drei­dimen­sio­nalen Mikro­gerüstes wieder ent­fernen, um zu unter­suchen, wie die Zellen auf die verän­derte Umge­bung reagieren“, erläutert Martin Wegener vom KIT. Denk­bar sei es auch, künftig mit Hilfe lösch­bar geschrie­bener, leitender Struk­turen rever­sible Draht­bin­dungen als elek­tro­nische Bau­teile herzu­stellen, so der Wissen­schaftler. Durch das Mischen einer perma­nenten und einer nicht­perma­nenten Tinte ließen sich zudem die Eigen­schaften des gedruckten Materials beein­flussen und es zum Beispiel mehr oder weniger porös machen.

KIT / RK