Hochpräzise und glatte Oberflächen
Die Stereolithografie (SLA) ist das erste 3D-Druckverfahren überhaupt und wurde bereits im Jahre 1983 erfunden. Ausgangspunkt beim SLA-Druck bildet ein mit einem flüssigen Photopolymer (Epoxidharz) gefülltes Becken, dessen wichtigste Eigenschaft darin besteht, nach einer gewissen Belichtungszeit zu erstarren. Mit Hilfe eines Lasers werden nun die einzelnen Schichten des Modells in den Kunststoff projiziert, wobei dessen bewegliches Druckbett so lange nach unten gezogen wird, bis das Modell fertig ist. Das gehärtete 3D Modell aus Epoxy-Kunststoff wird nach dem SLA-3D-Druckvorgang aus dem Bad genommen und - in der Regel - in einer Belichtungskammer nachbelichtet, um es so vollständig auszuhärten.
3D Drucke aus Epoxy überzeugen vor allem durch glatte Oberflächen, hohe Schlagfestigkeit und eine gute Bruchdehnung.
Entscheidende Voraussetzung für den 3D Druck im Stereolithographie-Verfahren ist die Eigenschaft des Epoxy, nach einer relativ kurzen Belichtungszeit zu erstarren. Konkret handelt es sich bei diesen, hier zum Einsatz kommenden Resinen um Extraktstoffe aus dehydrierten Naturharzen, welche durch einen chemischen Umwandlungsprozess gewonnen werden. Während der Belichtungszeit trägt der SLA-Drucker das flüssige Ausgangsmaterial exakt in der in den 3D Dateien festgelegten Form auf die Druckplatte auf, wo diese Schicht nach kurzer Zeit erstarrt. Ist diese Schicht erstarrt, so wird die Druckplatte samt der jeweiligen Schicht nach unten gezogen und es entsteht – auf dem gleichen Wege – die nächste Schicht. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis das 3D Modell vollständig aufgebaut ist.
Das Stereolithographie-Verfahren gilt noch immer als das genaueste aller 3D-Druckverfahren. Im industriellen Kontext findet so verarbeitetes Epoxy unter anderem als Trägermaterial für elektronische Schaltungen Verwendung. Weitere typische Anwendungsgebiete für das SLA-Verfahren sind die Produktion komplexer Bauteile als Designmuster oder die Erstellung von Ausgangsformen für Vakuumgießen oder Spin-Casting.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Als genauestes 3D Druckverfahren gilt noch immer die Stereolithografie, bekannt auch als SLA-Druck.
Das Stereolithographie-Druckverfahren beeindruckt insbesondere durch glatte und detaillierte Oberflächen, sowie durch eine hohe Genauigkeit.
Im Stereolithografie-Druckverfahren findet vor allem Epoxy-Kunststoff Verwendung. Bei 3D Activation haben Sie diesbezüglich eine große Auswahl an Materialvarianten.
Quelle: Solid Concepts YouTube
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Die Stereolithographie Technologie, grob skizziert
- Glatte und detaillierte Oberflächen
- Hohe Genauigkeit
- Transparente Bauteile
- Einfache Nachbehandlung
Stereolithografie
Stereolithografie, bekannt auch unter der Bezeichnung SLA-Druck, ist das älteste 3D Druckverfahren überhaupt. Bereits 1984 wurde diese Technologie, durch den US-amerikanischen Physiker Chuck Hull zum Patent angemeldet.
Die Stereolithografie beruht darauf, dass ein lichtaushärtender Kunststoff, ein sogenanntes Photopolymer, von einem Laser in dünnen Schichten (von einer Standardschichtstärke im Bereich 0,05–0,25 mm, bei Mikrostereolithografie auch bis zu 1-Mikrometerschichten) ausgehärtet wird. Als Photopolymer verwenden wir bei 3D Activation Epoxidharz, genannt Epoxy. Der Vorgang des Aushärtens geschieht in einem Bad, welches mit den sogenannten Basismonomeren photosensitiven (= lichtempfindlichen) Kunststoffs gefüllt ist. Ist eine Schicht produziert, so wird die Druckplattform samt Flüssigkeit abgesenkt und die nächste Schicht produziert. Das Bauteil selbst entsteht nun dadurch, dass der Kunststoff mit einem Wischer (bzw. einer Rakel) gleichmäßig über der vorherigen Schicht verteilt und diese hiernach mittels Laser, gemäß der in den CAD-Dateien festgelegten Struktur, ausgehärtet wird. Gesteuert wird jener Laser durch bewegliche Spiegel.
Nach Abschluss des Druckvorgangs wird die Druckplattform mit den Bauteilen aus dem Behälter herausgenommen. Nun folgt das Abtropfen des nicht gehärteten Harzes. Danach wird das Modell von den Stützstrukturen befreit, mit Lösungsmitteln gewaschen und letztlich in einem Schrank unter UV-Licht vollständig ausgehärtet.
Während bei der Mikrostereolithografie keine Stützstrukturen nötig, ist dies bei der Stereolithografie-Verfahren für größere Bauteile sehr wohl der Fall, da die Bauteile andernfalls wegschwimmen würden.
Fertigte Bauteile aus Stereolithografie-Fertigung beeindrucken durch ebenso glatte wie hochwertige Oberflächen. Dabei sind selbst sehr kleine Details darstellbar. SLA-Druck-Nutzer schätzen zudem die hierbei möglichen geringen Abweichungstoleranzen ebenso wie die kurzen Produktionszeiten.
Typische Anwendungsgebiete der Stereolithografie finden sich in der Fertigung von Funktions-Prototypen ebenso von visuellen Prototypen, von filigranen Detailmodellen wie auch von Urformen. Darüber wird auch beim Prothesenbau, in der Medizintechnik sowie für den Bau von Funktionsteilen gerne auf die Stereolithografie zurückgegriffen.
Bauteile aus Stereolithografie-Fertigung lassen sich nachbehandeln durch Lackieren, Galvanisieren, Spachteln bzw. Fillern oder durch Metallveredelung.
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