Optische Materialien per Inkjet drucken

Optische Materialien per Inkjet drucken

Gemeinsame Versuche von Xaar und DELO zeigen, dass sich selbst optische Materialien mit Viskositäten von 250 mPa·s per Inkjet drucken lassen. Das bietet Vorteile für viele Branchen, insbesondere für optische Anwendungen in der Unterhaltungselektronik und im Automobilbereich.

UV-härtende Polymere finden zunehmend Verwendung in optischen Elementen für die Unterhaltungselektronik und den Automobilbereich
Optisches Material von DELO, gedruckt mit Xaars Hochviskositäts-TF-Technologie bei 43 °C (ca. 65 mPa·s) und mit 6 kHz im Standard-Druckbetrieb in drei Zyklen in sieben Tropfengrößen von 12 pl bis 84 pl (Bild: Xaar)
64 pl-Tropfen des optischen Materials von DELO (bei 43 °C, ca. 65 mPa·s) im High-Laydown-Modus aus allen Düsen gleichzeitig mit 30 kHz gejettet (Bild: Xaar)

Die meisten Inkjet-Druckköpfe können Materialien mit Viskositäten von 10 - 25 mPa·s jetten. Dank der speziellen TF-Technologie von Xaar lassen sich aber auch optische Materialien drucken, die mit 250 mPa·s deutlich höhere Viskositäten aufweisen. Dabei wird das Material auf 43 °C erwärmt, wodurch die Viskosität auf 63,5 mPa·s sinkt und es mit den Druckköpfen von Xaar effektiv gedruckt werden kann.

Diese Möglichkeit bietet Herstellern optischer Elemente mehr Flexibilität. Sie verfügen damit über eine Alternative und Ergänzung zur überwiegend verwendeten Imprint-Lithographie, denn sie können nun auch einzelne (Mikro-)Linsen und ganze Mikrolinsen-Arrays per 3D-Druck herstellen.

Zudem ist Inkjet-Druck dank des präzisen Dosierens winziger, nur wenige Pikoliter großer Tröpfchen, ideal für dünne Strukturen oder schützende Beschichtungen, um lichtblockierende Strukturen zu drucken beziehungsweise Verzerrungen zu korrigieren. So kann diese Technologie auch den Spin-Coating-Prozess ersetzen, was den Materialverbrauch um bis zu 80 Prozent reduziert.

Optische Materialien auf Basis von UV-härtenden Polymeren anstelle von Glas oder spritzgegossener Kunststoffe haben sich in den letzten Jahren immer mehr durchgesetzt. Sie werden als Linsen für Anwendungen wie Blitzlichter, Time-of-Flight-Sensoren oder diffraktive optische Elemente (DOEs) für strukturierte Lichtemitter und Miniaturkameras eingesetzt.

DELO bietet schnellhärtende UV-Materialien mit hervorragenden optischen Eigenschaften wie angepassten Brechungsindizes, hoher Transmission und Vergilbungsresistenz. Sie sind alle lösungsmittelfrei, bieten angepasste mechanische Funktionen und Stabilität sowie gute Dosierbarkeit und Haftung auf verschiedenen Substraten.

Die rezirkulierende TF-Technologie von Xaar sorgt auch beim Druck der optischen Materialien von DELO für eine hervorragende Leistung und hohe Zuverlässigkeit, ohne dass die Düse durch die ständige Bewegung des Materials durch große Partikel blockiert wird. Darüber hinaus bietet es Herstellern optischer Elemente erweiterte Funktionsmöglichkeiten – wie Flexibilität, geringen Verlauf sowie einen erweiterten Farbbereich.