Inkjet-Druck funktionaler Materialien und Strukturen in 2D und 3D

Unsere Leistungsschwerpunkte und Kompetenzen

Am Fraunhofer IOF wird die gesamte Prozesskette von der Vorbehandlung der Substrate, über die Entwicklung des Druckprozesses, bis hin zur gezielten Nachbehandlung der gedruckten Strukturen untersucht und entwickelt. Unsere langjährigen Erfahrungen führen dabei zu einer zielgerichteten Parameteroptimierung des gesamte Druckprozesses.

Märkte und Anwendungen

Der 3D-Tintenstrahldruck optischer Elemente und funktionaler Materialien ist für viele Anwendungsfälle und insbesondere für die Herstellung von Kleinserien und individualisierten Produkten interessant.

Am Fraunhofer IOF werden bereits Applikationen im Bereich der Medizintechnik, der Lebenswissenschaften und der Automobilindustrie entwickelt. Dabei ermöglicht der Tintenstrahldruck flexible Lösungen für die Herausforderungen unserer Kunden.

In zahlreichen Projekten wurden am Fraunhofer IOF maßgeschneiderte mikro- und makrooptische Komponenten und Systeme für den Einsatz als Beleuchtungs- und Abbildungsoptiken realisiert. Darüber hinaus wurden Funktionen für den Einsatz in mikrofluidischen Chips und zur Entwicklung eines Lab-on-a-Chip zur patientennahen Diagnostik entwickelt und im praktischen Einsatz getestet. Zu den entwickelten vollständig Tintenstrahl-gedruckten Funktionalitäten gehören unter anderem:

• LED-Lichtleiter
• Lichtwellenleiter
• Refraktive Freiformoptiken zur Beleuchtung
• Mikrolinsenarrays
• Transparente Heizstrukturen
• Elektroden für die Elektrophorese
• Fluoreszenzdetektoren (OLEDs, Photodioden) (Pressemitteilung zu Fluoreszenzchips)
• Optisch wirksame Oberflächen (Spiegel, optische Filter)
• Mikropumpen
• Verschiedene sensorische Oberflächen
• Digitale Mikrofluidik

Neben den genannten Applikationen beschäftigt sich das Fraunhofer IOF auch mit dem 3D-Druck von Brillengläsern (weitere Infos weiter unten).

Ihre Vorteile an der Zusammenarbeit mit uns

Wir entwickeln hochindividuelle 2D-Strukturen auf verschiedenen Materialien sowieFeature-Integrationen auf verschiedenen Materialien mit Hilfe der Inkjet-Drucktechnologie.

Der Tintenstrahldruckprozess findet zumeist an Normalatmosphäre und bei geringen Prozesstemperaturen statt. Dadurch wird das gesamte Verfahren sehr kostengünstig und eignet sich aufgrund des hohen Individualisierungspotenzials der einzelnen gedruckten Strukturen insbesondere für die Fertigung von Einzelkomponenten und ein Rapid Prototyping. Die Skalierung hin zu hohen Stückzahlen ist aufgrund des digitalen Charakters problemlos möglich.

Die Kombination aus unserer Erfahrung und der Leidenschaft, mit der wir technologische Grenzen herausfordern, ermöglicht es uns, außergewöhnliche, maßgeschneiderte Multilayer- und Multimaterialfunktionalitäten auf unterschiedlichen Substraten zu entwickeln.

Die Vorteile unserer Druck-Technologie im Überblick:

• Kostengünstiger Materialauftrag
• Digitale Drucktechnik
  • Materialeinsparung
  • Einfacher Designwechsel
  • Fähigkeit zum Rapid Prototyping
• Maskenfreie, berührungslose Abscheidung
• Abscheidung bei Normalatmosphäre
• Verarbeitung bei Raumtemperatur
• Kompatibel mit Glas-, Polymer- und Papiersubstraten

Technische Ausstattung im Bereich Tintenstrahldruck

• Zur Reinigung und Aktivierung verschiedenster Substrate (Glas, Kunststoff, Metall, Keramik, Papier) stehen uns eine nasschemische Reinigungsstraße sowie Plasmaöfen zur Verfügung.
• Für den Druck verwenden wir kommerzielle Tintenstrahldrucker im Desktop-Format.
• Der Einsatz laminarer Flow Box Module ermöglicht nahezu partikelfreie Druckergebnisse.
• Tinten, welche eine inerte Atmosphäre benötigen, verdrucken wir in einer Stickstoffatmosphäre unter Ausschluss von Sauerstoff und Wasser.
• Die Verwendung verschiedener industrietauglicher Druckköpfe renommierter Hersteller ermöglicht uns den Einsatz verschiedenster Tinten in einem großen Viskositätsbereich.
• Heizbare Substrattische führen zu einem optimierten Druckergebnis. UV-Lampen mit unterschiedlichen Wellenlängen gestatten eine Aushärtung UV-vernetzender Materialien.
• UV-Lampen mit unterschiedlichen Wellenlängen gestatten eine Aushärtung UV-vernetzender Materialien.
• Für die Nachbehandlung verwenden wir Heiz- und Plasmaöfen sowie Vakuumkammern, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.