Von Grayscale zu echtem 3D: UpNano präsentiert 3D Adaptive Resolution

Neue 3DAR-Technologie ermöglicht dreidimensionale Kontrolle des Voxels beim 2PP-Druck – für Oberflächen in optischer Qualität bei hoher Druckgeschwindigkeit

 

Wien, 06. Oktober 2026 – Grayscale-Lithografie ermöglicht bereits seit Langem die Herstellung von Mikrostrukturen mit kontinuierlich variierenden Oberflächenprofilen in hoher Oberflächenqualität. Die UpNano GmbH (Wien, Österreich) erweitert dieses Prinzip nun um die dritte Dimension. Mit der neu entwickelten 3D Adaptive Resolution (3DAR) lässt sich beim 3D-Druck mittels 2-Photonen-Polymerisation (2PP) das Voxel (Volumenpixel) dynamisch in allen drei Raumrichtungen steuern. Indem seine Form kontinuierlich an die jeweils zu druckende Geometrie angepasst wird, ermöglicht die 3DAR komplexe, glatte 3D-Oberflächen bei gleichzeitig hoher Druckgeschwindigkeit. Besonders geeignet ist die Technologie für Anwendungen in Mikrooptik, Photonik-Packaging und Halbleiterfertigung. 

 

Adaptive Resolution gehört bereits seit Einführung der NanoOne-Drucksysteme zu den Kerntechnologien von UpNano. Sie adressiert eine grundsätzliche Herausforderung des hochauflösenden 2PP-Drucks: Je feiner die Auflösung, desto länger dauert die Herstellung größerer Strukturen. Adaptive Resolution begegnet diesem Problem, indem die Abmessungen des im Laserfokus erzeugten Voxels an die jeweils erforderliche Präzision angepasst werden.

Bisher erlaubte dies im Wesentlichen den Wechsel zwischen unterschiedlichen Voxelgrößen: Kleine Voxel erzeugen filigrane Strukturen, größere füllen Volumenbereiche mit hoher Geschwindigkeit. 3DAR erweitert dieses Prinzip nun um die dynamische Kontrolle des Voxels in allen drei Raumrichtungen.

 

Laserfokus wird dreidimensional

„Mit 3D Adaptive Resolution können wir das Voxel dynamisch in allen drei Raumrichtungen kontrollieren“, erklärt Bernhard Küenburg, CEO von UpNano. „Seine Form lässt sich kontinuierlich an die Geometrie anpassen, die wir erzeugen wollen. Dadurch verbinden wir hohe Druckgeschwindigkeit mit einer Oberflächenqualität, wie sie insbesondere für optische und photonische Anwendungen erforderlich ist.“

3DAR greift dabei das etablierte Prinzip der Grayscale-Lithografie auf, bei der die Voxelgröße moduliert wird, um kontinuierlich variierende Höhenprofile zu erzeugen. UpNano überträgt dieses Prinzip innerhalb seines 2PP-Verfahrens auf alle drei Dimensionen: Das Voxel selbst wird dynamisch so gesteuert, dass es der gewünschten Geometrie in X-, Y- und Z-Richtung folgt. Diese Grayscale-Kontrolle des Voxels ist damit nicht mehr auf 2,5D-Oberflächenprofile beschränkt, sondern ermöglicht komplexe dreidimensionale Freiformstrukturen.

Besonders deutlich wird der Vorteil bei gekrümmten Oberflächen. Konventionelle schichtbasierte Verfahren nähern sich solchen Geometrien durch übereinanderliegende Schichten an. Geringere Schichthöhen reduzieren zwar die dabei entstehenden Stufeneffekte, verlängern jedoch die Druckzeit. 3DAR passt stattdessen das Voxel unmittelbar an die gewünschte Geometrie an und erlaubt dabei weiterhin große Schichtabstände. Stufeneffekte werden vermieden, ohne den Durchsatz zu reduzieren.

 

Optik in Sekunden

Gerade bei optischen und photonischen Anwendungen ist dies entscheidend, da die Oberflächenqualität unmittelbar die Funktion beeinflusst. UpNano konnte bereits Oberflächenrauigkeiten bis hinunter zu Sq 3 nm und Formgenauigkeiten von unter 20 nm erreichen. Spiralphasenplatten mit einem Durchmesser von 125 µm lassen sich in weniger als zehn Sekunden fertigen, lediglich 7 µm große asphärische Mikrolinsen entstehen innerhalb von zwei bis drei Sekunden.

Eine weitere Stärke des 2PP-Verfahrens ist der direkte Druck auf bereits vorhandene und vorstrukturierte Substrate. Mikrolinsen, Spiegel und andere optische Elemente können dadurch unmittelbar auf photonische Chips, Chip-Facetten oder Faserarrays gedruckt werden. Automatische Markererkennung und Ausrichtung sorgen dafür, dass die Strukturen exakt an der vorgesehenen Position entstehen.

Eine wichtige Anwendung liegt in der Halbleiterfertigung und im optischen Packaging. Siliziumphotonik und Co-Packaged Optics erfordern auf engstem Raum eine präzise Kopplung von Licht zwischen Chips, Fasern und anderen optischen Komponenten. Mit 2PP lassen sich die dafür notwendigen optischen Elemente direkt vor Ort drucken, statt sie separat herzustellen und anschließend auszurichten und zu montieren. Solche optischen Verbindungen werden auch für KI-Rechenzentren immer wichtiger, da mit steigender Rechenleistung auch deren Energiebedarf wächst. Eine effiziente Faser-zu-Chip- und Chip-zu-Chip-Kopplung ermöglicht die Übertragung großer Datenmengen bei minimalen Signalverlusten.

 

Von der Innovation in die Industrie

3DAR stößt bereits auf konkretes industrielles Interesse. Die ersten dafür ausgelegten Drucker von UpNano wurden von einem asiatischen Unternehmen erworben, das großes Interesse an einer erheblichen Zahl weiterer Systeme bekundet hat. Diese frühe kommerzielle Nachfrage zeigt das industrielle Potenzial einer Druckplattform, mit der komplexe Freiformgeometrien bei hoher Oberflächenqualität und gleichzeitig hohem Durchsatz gefertigt werden können.

Die neue Technologie setzt eine Entwicklung fort, die mit der Gründung von UpNano im Jahr 2018 begann und zur Einführung der NanoOne-Drucksysteme führte. Diese verbanden hohe Auflösung erstmals mit Druckgeschwindigkeiten, die auch industrielle Anwendungen ermöglichen. Seither hat UpNano seine Technologie vom Rapid Prototyping in Richtung Kleinserien- und industrielle Produktion weiterentwickelt und gleichzeitig das Spektrum an Druckmöglichkeiten und Materialien kontinuierlich erweitert.

Heute deckt die NanoOne-Plattform Prozessentwicklung, Prototyping und Kleinserienproduktion ab. Für die industrielle Fertigung komplexer Mikroteile bietet UpNano darüber hinaus seine NanoPro-Technologieplattform. Darüber hinaus verbindet die 2PP-Technologie von UpNano eine Auflösung von unter 100 nm mit einem Druckbereich, der von Strukturen im Submikrometerbereich bis zu Objekten im Zentimetermaßstab reicht.

 

Bilder verfügbar unter:

https://www.upnano.com/from-grayscale-to-true-3d-upnano-introduces-3d-adaptive-resolution/

 

Über UpNano (Oktober 2026)

Die UpNano GmbH mit Sitz in Wien entwickelt und produziert hochauflösende 3D-Drucksysteme auf Basis der 2-Photonen-Polymerisation (2PP). Die Technologie verbindet hohe Druckgeschwindigkeiten mit einer Auflösung von unter 100 nm und kommt unter anderem in Mikrooptik, Photonik, Mikrofluidik, Life Sciences und der industriellen Fertigung von Mikroteilen zum Einsatz. UpNano bietet Drucksysteme, Software und optimierte Materialien und beliefert Forschungs- und Industriekunden weltweit.

 

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