PicoFoundry wurde 2018 von Dozenten und Absolventen des Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) gegründet und ist ein innovatives Unternehmen, das im Bereich Deep Tech zunehmend Aufmerksamkeit erregt. PicoFoundry hat mithilfe seiner firmeneigenen „Thermo-Transfer-Nanotransfer-Druck“-Technologie einen Chip für die oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie (SERS) erfolgreich auf den Markt gebracht.
Die SERS-Technologie ermöglicht den schnellen und präzisen Nachweis von Spurenstoffen und ist daher in verschiedenen Bereichen wie Lebensmittelsicherheit, Umweltüberwachung und Früherkennung von Krankheiten äußerst vielversprechend. PicoFoundry war weltweit das erste Unternehmen, das SERS-Chips mithilfe der Transferdrucktechnologie erfolgreich in Serie herstellte. Im Jahr 2020 begann das Unternehmen mit dem kommerziellen Vertrieb und beliefert derzeit über 70 Forschungsinstitute und Unternehmen weltweit mit seinen Produkten, wodurch es sich als unangefochtener Marktführer in diesem Bereich etabliert hat.
Obwohl der SERS-Chip von PicoFoundry technisch ausgereift war, gab es bei der Ausweitung der Kommerzialisierung erhebliche Herausforderungen. Der Grund dafür ist, dass selbst Chips mit hoher Präzision von Anwendern nicht sofort in experimentellen Umgebungen eingesetzt werden können.
Um die Chip-Leistung zu maximieren und den Bedienkomfort zu verbessern, ist eine robuste Kartusche unerlässlich – eine, die den Chip sowohl schützt als auch präzise an der Analysesoftware befestigt. Das Problem bestand darin, dass jeder Kunde unterschiedliche Raman-Spektroskopiegeräte verwendete, sodass PicoFoundry eine breite Palette maßgeschneiderter Kartuschen entwickeln musste, um den unterschiedlichen Spezifikationen gerecht zu werden.
In der ersten Phase des Markteintritts stellte die Herstellung zahlreicher Kartuschentypen in kleinen Stückzahlen bei Verwendung des herkömmlichen Spritzgussverfahrens eine wirtschaftliche Herausforderung dar. Allein die Herstellung der Formen kann Zehntausende von Dollar kosten und mehrere Monate in Anspruch nehmen, was für Start-ups, bei denen schnelle Design-Iterationen und Markttests entscheidend sind, eine große Hürde darstellt. Auch die CNC-Bearbeitung hat ihre Grenzen – sie eignet sich weniger für die Herstellung komplexer innerer Strukturen und bringt zudem den Nachteil hoher Produktionskosten mit sich.
Seit der Einführung der 3D-Drucklösungen von Stratasys konnte PicoFoundry erhebliche Verbesserungen bei der Geschwindigkeit der Produktentwicklung und der Konstruktionsflexibilität verzeichnen und gleichzeitig sein Produktportfolio um eine Reihe verschiedener Kartuschentypen erweitern. Zuvor war die Erstellung neuer Prototypen durch die Anpassung von Kartuschendesigns mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Nun können die benötigten Entwürfe sofort gedruckt und getestet werden. Der Entwicklungszyklus wurde erheblich verkürzt, indem Muster erstellt wurden, die Designänderungen in Echtzeit widerspiegeln, und indem Probleme sofort erkannt und Verbesserungsmaßnahmen abgeleitet wurden. Diese Rapid Prototyping-Fähigkeit verkürzte die Produktentwicklung erheblich und ermöglichte eine größere Flexibilität bei der Reaktion auf Designänderungen. Durch die wiederholte Validierung von mit einem 3D-Drucker hergestellten Prototypen gelang es dem Team, konstruktive Einschränkungen kreativ zu überwinden – wodurch sowohl die Vollständigkeit als auch die Zuverlässigkeit des Endprodukts verbessert wurden. Auf der Grundlage dieser Entwicklungsfähigkeiten hat PicoFoundry erfolgreich drei Kernproduktlinien für Kartuschen etabliert, die den vielfältigen Anforderungen des Marktes gerecht werden.
PicoFoundry entwickelt sich rasch zu einem Marktführer im Bereich der SERS-Chip-Kartuschen, was vor allem auf die 3D-Drucklösungen von Stratasys zurückzuführen ist. Doch die Vision von PicoFoundry reicht noch darüber hinaus. In Zukunft planen wir, den Anwendungsbereich der 3D-Drucktechnologie auf die Herstellung verschiedener Werkzeuge und Vorrichtungen auszuweiten, die in der Forschungs- und Entwicklungsphase zum Einsatz kommen – und so die Entwicklung neuer Plattformen weiter zu beschleunigen. Unser langfristiges Ziel ist die Entwicklung einer kompakten, integrierten Messplattform, die in einem einzigen Prozess mit einem 3D-Drucker hergestellt werden kann und den SERS-Sensor, den Chipsatz sowie sogar komplexe interne Strukturen umfasst. Durch diese Bemühungen strebt PicoFoundry an, sich über einen reinen Chiphersteller hinaus zu einem umfassenden Plattformunternehmen zu entwickeln, das seinen Kunden vollständig maßgeschneiderte Sensorlösungen liefert.
