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Messen in NIR- und THz-Bereich mit 3D-gedrucktem Sensor

Additive Fertigung multi-spektraler Sensoren
NIR plus THz: In einem Sensor mittels 3D-Druck kombiniert

Diese Komponente für die Optik wurde im 3D Druck hergestellt
Diese optische Komponente haben Fachleute an der TH OWL additiv hergestellt (Bild: TH OWL) 

Ein Sensor soll zwei Arten von Messungen verbinden und aus dem 3D-Drucker kommen. Das ist das Ziel eines Projekts der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe und der Technischen Universität Darmstadt. Die multi-spektralen Sensorsysteme sollen mit Wellenlängen im Nahinfrarotbereich (NIR) und THz-Bereich messen. 

Elektronik, Autos, Optik – in den vergangenen Jahrzehnten hat der 3D-Druck die traditionellen Fertigungsverfahren maßgeblich erweitert. Bei der Herstellung von Einzelstücken und Prototypen hat er sie sogar größtenteils ersetzt. Nun geht es darum, mit diesen Verfahren auch kostengünstige, wiederverwendbare multispektrale Sensorelemente additiv herzustellen. Sie sollen sich für Anwendungen in der Spektroskopie und den Biowissenschaften eignen. So ein ko-integrierte Sensor wird spektroskopische Daten im NIR- und THz-Bereich des elektromagnetischen Spektrums aufnehmen und dabei nur ein optisches System verwenden. Damit würden zwei in vielen Industrien verwendete Technologien in einem Sensor verbunden, der zusätzlich kosteneffizient hergestellt werden kann. 

THz und NIR im Sensor vereint – von Fachleuten aus beiden Bereichen

Im Forschungsprojekt Amuse arbeiten daran Forscher der Fachgebiete Optical Engineering der TH OWL und Terahertz-Bauelemente und Terahertz-Systeme (TSYS) der TU Darmstadt. Das Fachgebiet Optical Engineering übernimmt schwerpunktmäßig die Optik und die Additive Fertigung, während sich das TSYS mit der THz-Sensorentwicklung befasst. 

Bisher ist der 3D-Druck eines solchen Systems noch nicht möglich – unter anderem, weil bisher kein 3D-druckbares Material bekannt ist, das als Trägersystem für die Sensoren, die unterschiedliche Technologien nutzen, geeignet wäre. Das soll sich nun ändern: Im Projekt werden zunächst verschiedene NIR- und THz-kompatible Materialen getestet und dann entsprechende Sensoren additiv hergestellt.  

3D-Druck macht den Sensor für NIR und THz günstig

Das gedruckte Sensorsystem soll dann eine kostengünstige Lösung sein, zum Beispiel um organische und anorganische Stoffe genau zu untersuchen. Wenn das klappt, könnten Stoffe etwa in Lebensmitteln zukünftig mit einfach wiederverwendbaren Sensorelementen schneller und günstiger analysiert werden. 

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