Mini-Objektive aus dem 3D-Drucker

Wissenschaftlern der Universität Stuttgart ist es gelungen, per 3D-Druck optische Linsen herzustellen, die kaum größer sind als ein menschliches Haar. Mithilfe eines Mikroskops fokussieren die Forscher dazu extrem kurze Laserstrahl-Impulse auf einen flüssigen Fotolack, der dann im Brennpunkt des Lasers aushärtet. Dadurch lassen sich mikroskopisch kleine Linsen mit einer idealen Oberflächenform herstellen. Sowohl in der Medizin als auch in Industrie und Technik sehen die Wissenschaftler vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für die Mini-Objektive.

Neben der Miniaturisierung ist auch das Tempo ein Vorteil der neuen Technik. „Der Zeitraum von der Idee über das Optikdesign zum CAD-Modell und zum fertigen, gedruckten 3D-Mikro-Objektiv verkürzt sich auf unter einen Tag“, sagt Prof. Harald Giessen vom 4. Physikalischen Institut. „Damit eröffnen wir ähnliche Möglichkeiten, wie sie seit einigen Jahren beim Computer-Integrated Manufacturing im Maschinenbau und in der Metallverarbeitung bestehen.“

Doktorand Timo Gissibl aus der Arbeitsgruppe von Professor Giessen druckt die Miniatur-Objektive unter anderem direkt auf Glasfasern. Damit werden beispielsweise kleinste Endoskope möglich, mit denen Ärzte oder Techniker Untersuchungen durch winzigste Öffnungen des Körpers oder von Maschinen machen können. Auch direkt auf elektronische Bildsensoren können die Mini-Linsen aufgebracht werden. Mit einer solchen Optik könnten Kameras für Drohnen gebaut werden, die nicht viel größer als eine Biene sind, oder auch kleinste Sensoren für selbstfahrende Autos, autonome Roboter und Maschinen der Industrie 4.0. Auch kleinste Körpersensoren und Rundum-Kameras für Handys sind vorstellbar.

Die Stuttgarter Forscher glauben, dass mithilfe des 3D-Drucks eine ganz neue Ära in der Fertigung von Miniaturoptiken anbricht. Für das Projekt, das im Rahmen der „Spitzenforschungs-Initiative“ der Baden-Württemberg-Stiftung gefördert wurde, arbeiten sie eng mit der Industrie zusammen.

pi4.uni-stuttgart.de