Additiv hergestellte optische Komponente an der TH OWL

Bild: TH OWL

3D-gedruckte Lösungen Neue Sensortechnologie: Optik trifft Terahertz

20.04.2022

Ein Sensor, der aus dem 3D-Drucker kommt und Optik und Terahertz (THz) verbindet, das ist das Ziel eines Projekts der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe und der Technischen Universität Darmstadt. Die Partner entwickeln Lösungen, um multi-spektrale Sensorsysteme unter Verwendung von Licht im Nahinfrarotbereich (NIR) und THz zu kombinieren und additiv herzustellen.

Mit dem neuen System würden zwei in vielen Industrien verwendete Technologien in einem Sensor verbunden, der zusätzlich kosteneffizient hergestellt werden kann. Das Forschungsprojekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über drei Jahre mit zwei Promotionsstellen und entsprechenden Sachmitteln gefördert.

Multispektrale Sensorelemente herstellen

Elektronik, Autos, Optik: In den vergangenen Jahrzehnten hat der 3D-Druck die traditionellen Fertigungsverfahren maßgeblich erweitert. Gerade in der Herstellung von Einzelstücken und Prototypen hat die Additive Fertigung die klassische Produktion größtenteils ersetzt.

Das nun gestartete Forschungsprojekt „AMUSE“ der beiden Projektpartner zielt darauf ab, kostengünstige, wiederverwendbare multispektrale Sensorelemente beispielsweise für Anwendungen in der Spektroskopie und den Biowissenschaften herzustellen. Dieser ko-integrierte Sensor wird spektroskopische Daten im NIR- und THz-Bereich des elektromagnetischen Spektrums aufnehmen und dabei nur ein optisches System verwenden.

„AMUSE gibt uns die Chance, unsere umfangreichen Erfahrungen zusammenzubringen und so die Kompetenzen zur Herstellung und Entwicklung neuartiger Sensorsysteme und der Additiven Fertigung zu stärken“, so Prof. Dr. Oliver Stübbe von der TH OWL.

Beide Forschungseinrichtungen haben sich zum Ziel gesetzt, ein einzigartiges und innovatives multispektrales Sensorsystem für den Einsatz in der Spektroskopie und den Life Science Technologien herzustellen. Das Fachgebiet Optical Engineering der TH OWL übernimmt schwerpunktmäßig die Optik und die Additive Fertigung, während sich das TSYS der TU Darmstadt mit der THz-Sensorentwicklung befasst.

3D-Herstellung möglich machen

Bisher ist die 3D-Herstellung und die Untersuchung des multispektralen Sensorsystems basiert auf diesen beiden Technologien (NIR und THz) nicht möglich, unter anderem, weil bisher kein 3D-druckbares Material bekannt ist, das als Trägersystem für die unterschiedlichen Sensoren der beiden Technologien eingesetzt werden kann.

Das soll sich nun ändern: Im Projekt werden zunächst verschiedene NIR und THz kompatible Materialen auf ihre Eignung getestet und anschließend entsprechenden Sensoren additiv hergestellt. Das gedruckte Sensorsystem ist dann eine kostengünstige Alternative beispielsweise für die genaue Untersuchung von organischen und anorganischen Stoffen.

Wenn das klappt, können Stoffe zum Beispiel Lebensmitteln zukünftig mit einfach wiederverwendbaren Sensorelementen schneller und günstiger analysiert werden.

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