Oberflächenfunktionalisierung 3D‐gedruckter transparenter Optiken

Zusammenfassung Additive Fertigungsverfahren bieten vielversprechende Vorteile im Vergleich zur konventionellen Fertigung. Maximale Freiheitsgrade im Design, hohe Individualität und Nachhaltigkeit sind offensichtlich. Eine große Herausforderung stellt bis heute der Druck hochtransparenter makroskopischer Optiken dar. Für zukünftige Anwendungen im Bereich Optik wurde ein intern entwickeltes, hochtransparentes Hybridpolymer mittels InkjetVerfahren gedruckt und anschließend das Potential zur Oberflächenfunktionalisierung mittels Plasmaätzen untersucht. Die Charakterisierung erfolgte vor und nach der Plasmabehandlung mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM), Fourier‐Transformations‐Infrarot‐Spektroskopie in abgeschwächter Totalreflexion (FTIR‐ATR) sowie optischer Spektroskopie. Die Ergebnisse zeigen eine selbstorganisierte Nano‐struktur mit hervorragenden Anti‐reflexeigenschaften vom sichtbaren bis in den nahen Infrarotbereich. Die Strukturentstehung erfolgt durch den Abbau des Organikanteils im Hybridpolymer während der Plasmabehandlung. Summary Surface functionalization of 3D‐printed transparent optics Additive Manufacturing presents many advantages compared with conventional manufacturing. Maximum freedom of design, high individuality, and sustainability are obvious. Up to now, efforts have focused on the challenges in printing macroscopic optics, which are partly solved. For future applications in optics, an in‐house developed, high transparent hybrid polymer has been printed by inkjet‐printing‐technology. It followed an investigation of the ability of surface functionalization via plasma etching. Properties before and after plasma‐treatment were characterized by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared‐attenuated total reflectance spectroscopy (FTIR‐ATR), and optical spectroscopy. Astochastic structure formation based on degradation of carbon bonds during the plasma process was observed. The nanostructures perform a highly efficient antireflective effect from the visible to near infrared range.