23.07.2024
FRISCH GEDRUCKT

UpNano: Zellen-Druck-Startup druckt nun Formteile aus Quarzglas

Das Wiener Startup UpNano launcht ein neues 3D-Druckverfahren in Zusammenarbeit mit einem deutschen Branchenspezialisten. Zuletzt machte es mit dem Druck lebender Zellen auf sich aufmerksam.
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UpNano (c) UpNano

2021 schrieb es schon Schlagzeilen – damals mit der Neuerung, lebende Zellen aus einem 3D-Drucker zu drucken – brutkasten berichtete. Gegründet wurde es im September 2018 als Spinoff der TU Wien. Nun launcht das Wiener Startup UpNano ein neues Herstellungsverfahren für 3D-gedruckte Objekte aus Quarzglas. Damit soll es möglich sein, hochpräzise Formteile im Millimeter- und Zentimeter-Bereich herzustellen.

Partnerschaft mit deutschem Spezialisten

UpNano und das deutsche Unternehmen Glassomer haben ein schnelles 3D-Druckverfahren entwickelt, mit dem Quarzglasbauteile auch glatt hergestellt werden können – und zwar im Millimeter- und Zentimeter, teilweise sogar im Nanometer-Bereich.

Das Verfahren basiert auf einem von der Glassomer GmbH aus dem deutschen Freiburg entwickelten Material. Mittels Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) wurde es unter Verwendung der hochauflösenden NanoOne-Drucker von UpNano modifiziert. Nach Angaben des Wiener Startups zählen die 2PP 3D-Drucker zu den “schnellsten kommerziell erhältlichen” auf dem Markt. Gedruckt werden können über 15 Größenordnungen, heißt es.

Der Prozess sei anspruchsvoll – gerade deshalb, weil Quarzglas (SiO2) einen “außergewöhnlich hohen Schmelzpunkt hat”, so das Startup. Die bisher einzigen möglichen Methoden basierten auf nicht kommerziell erhältlichen Geräten. Bisher musste man Glasfasern mit Laserstrahlen schmelzen, was häufig zu rauen Oberflächen der Endprodukte führte.

Drei Schritte im Prozess

“Es handelt sich um einen Prozess in drei Schritten”, erklärt Markus Lunzer, Teamleiter von Materials & Application bei UpNano. “Der erste Schritt besteht darin, die gewünschte Struktur zu entwerfen und zu drucken und dabei alle Vorteile des 2PP 3D-Drucks zu nutzen. Der zweite Schritt ist das Entfernen des organischen Bindematerials, gefolgt von einem Hochtemperatur-Sinterprozess, dem dritten Schritt.”

Das Herzstück des 3D-Druckverfahrens ist das neu entwickelte Nanokomposit namens “UpQuartz”. Es enthält neben SiO2-Nanopartikeln eine speziell entwickelte Polymermatrix, die den 2PP 3D-Druck des Komposits überhaupt erst ermöglicht.

Anwendbar in Maschinenbau, Chemie und Medizin

“Dieses von uns entwickelte innovative Produktionsverfahren”, so Lunzer, “eignet sich ideal für größere 3D-gedruckte Glasteile, die eine hohe Auflösung und Präzision erfordern, in den Bereichen Maschinenbau, Chemie, Medizin oder Forschung.” Quarzglas sei insofern beliebt, als dass es gute optische Eigenschaften verspreche und biokompatibel sowie hitzebeständig sei. Damit sei es relativ breit anwendbar. UpNano habe das Verfahren bereits ausführlich getestet und angewendet: Es konnten ganzheitlich eingebettete mikrofluidische Chips sowie Wolfram- und Platin-Mikrostrukturen hergestellt werden.

Die Entwicklung der Methode zur Herstellung von Quarzglasobjekten mittels 2PP 3D-Drucks war ein gemeinsames Projekt von UpNano und Glassomer. Das deutsche Unternehmen hat bereits zuvor die Herstellung von Quarzglasobjekten durch den Einsatz von Technologien wie Softlithographie, Spritzguss und konventionellem 3D-Druck ermöglicht.

Umsatz stieg um 57 Prozent, Kundinnen auf fünf Kontinenten

Dass das Verfahren Abnehmer:innen findet, zeigt das Wiener Startup anhand seiner jüngsten Bilanz: Der Umsatz des Startups stieg im Jahr 2023 gegenüber dem Vorjahr um 57 Prozent. Kund:innen finden sich zur Zeit auf fünf Kontinenten. Darüber hinaus stattet man alle NanoOne-Drucker von UpNano mit der “patentierten adaptiven Auflösungstechnologie” aus. Damit wird der Laserstrahl für jedes beliebige Objekt um den Faktor 10 erweitert, heißt es. Dank eigens angepasster Software-Updates, sei man in der Druckerreihe besonders zuverlässig, nahtloses Stitching zu ermöglichen.

Nun plant man auch, das Dienstleistungsangebot von UpNano zu erweitern, verrät Bernhard Küenburg, Geschäftsführer von UpNano. Details gibt es bislang noch keine.

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(c) Moldsonics

Die Wurzeln von Moldsonics liegen an der Johannes Kepler Universität in Linz. Die Technologie, die das Fundament des Unternehmens bildet, entstand aus über zwölf Jahren Forschung von Mitgründer Bernhard Praher. Bereits 2009 begann er mit der Untersuchung von Ultraschall in der Kunststoffverarbeitung. Der entscheidende Durchbruch kam 2017, als das Team beim Edison Ideenwettbewerb mit einem Businessplan erste Schritte Richtung Kommerzialisierung unternahm.

Das Unternehmen wurde schließlich 2021 von Thomas Mitterlehner, Bernhard Praher und Klaus Straka gegründet. “Unser Ziel war von Anfang an klar: Wir wollen ein Forschungsprojekt in eine skalierbare, industrielle Anwendung überführen”, so Mitterlehner gegenüber brutkasten.

Technologie und USP: Berührungslose Präzision

Das Herzstück von Moldsonics ist die einzigartige Ultraschall-Sensortechnologie. Diese ermöglicht eine berührungslose Messung und Analyse, die sowohl zur Qualitätskontrolle als auch zur Prozesssteuerung eingesetzt wird.

„Wir können durch Material hindurchschauen und in Echtzeit erkennen, was im Inneren passiert“, erklärt Mitterlehner. Der Fokus liegt dabei auf Spritzgusswerkzeugen, die in der Kunststoffindustrie zentrale Elemente darstellen. Die Sensoren helfen, den Ausschuss zu minimieren und die Energieeffizienz zu maximieren, was sowohl wirtschaftliche als auch ökologische Vorteile bringt.

Das Gründerteam | (c) Moldsonics

Ein besonderer USP von Moldsonics ist die Fähigkeit, maßgeschneiderte Lösungen für spezifische industrielle Herausforderungen zu entwickeln. „Wir haben gelernt, dass Erfolg nur dann möglich ist, wenn wir Sensorprodukte entwickeln, die genau auf ein Problem zugeschnitten und kostenoptimiert sind“, so der Co-Founder und CEO.

Geschäftsmodell und Wachstum

Moldsonics verfolgt ein hybrides Geschäftsmodell. Einerseits bietet das Unternehmen Hardwareprodukte zum Direktverkauf an. Andererseits spielt auch die Dienstleistungsebene eine wesentliche Rolle, besonders bei der Einführung neuer Produkte. Ein drittes Standbein ist ein Pay Per-Use-Modell, das gerade für Anwendungen wie die Verschleißmessung entwickelt wurde.

“Wir haben die Entwicklung unseres Unternehmens durch Dienstleistungen finanziert, parallel dazu aber skalierbare Standardprodukte entwickelt”, erläutert Mitterlehner.

Das Unternehmen agiert vor allem in den deutschsprachigen Märkten, wo die Kunststoffverarbeitung eine starke Industrie darstellt. Rund 40 Prozent des Umsatzes werden durch Exporte generiert, mit Deutschland als wichtigstem Markt.

Herausforderungen und Finanzierung

Wie viele Hardware-Startups sieht sich auch Moldsonics mit besonderen Herausforderungen konfrontiert. Die Entwicklung und Vermarktung von Hardwarelösungen ist kapitalintensiv, weshalb das Unternehmen einen Teil seines Wachstums durch Förderungen finanzieren konnte. Zentral dabei war das Programm aws Seedfinancing – Deeptech der Austria Wirtschaftsserice (aws).

Im Modul Seedfinancing – Deep Tech werden Gründungen und Scaleups gefördert, die auf angewandter Forschung und Entwicklung basieren. Ziel ist es, Vorserien-Produkte, Produkte und Dienstleistungen so weiterzuentwickeln, dass sie wirtschaftlich genutzt werden können.

“Mit der Förderung der aws konnten wir gezielt ein Produkt entwickeln, das perfekt auf die Anforderungen eines spezifischen Anwendungsbereichs zugeschnitten ist. Dies war ein wesentlicher Schritt, um unser Angebot zu skalieren und marktfähig zu machen”, so Mitterlehner.

Blick in die Zukunft

Moldsonics verfolgt eine klare Wachstumsstrategie. Für die kommenden Jahre plant das Unternehmen, seine Produkte weiter zu skalieren und in neue Märkte vorzudringen. Aktuell liegt der Fokus darauf, langfristige Abnahmeverträge mit Industriekunden zu sichern. Die Nachfrage ist vorhanden, und die Skalierungskurve zeigt deutlich nach oben.

“Unsere Vision ist es, ein führender Anbieter für nachhaltige Sensorlösungen in der Kunststoffindustrie zu werden”, so Mitterlehner abschließend. Eine Finanzierungsrunde für die weitere Skalierung des Geschäftsmodells ist übrigens für 2025 geplant.


Disclaimer: Das Startup-Porträt erscheint in Kooperation mit der Austria Wirtschaftsservice (aws)

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