Stereolithografie: Das Verfahren

Die Stereolithografie (SLA) ist ein viel genutztes Verfahren im Rapid Prototyping. Die Einsatzfelder sind weit, es kann für die Erstellung von Designstudien, funktionalen Prototypen oder auch für Präsentationsmodelle verwendet werden. Die Stereolithografie zeichnet sich aus durch eine hohe Genauigkeit und sehr gute Oberflächeneigenschaften.

Erfahren Sie auf dieser Seite mehr über das Stereolithografie-Verfahren sowie Anwendungen und Materialien des Verfahrens.


Stereolithografie
Schnellübersicht

Bauraum
max. 450 x 450 x 330 mm

Produktionszeit
2 – 5 Werktage

Kosten
$$$ (mittel)

Toleranzen
~100 – 200 µm bis 10 cm
0,1 – 0,2 % ab 10 cm

Materialien
Standard Material
Robustes Material
Biokompatibles Material
Ausbrennbares Material

Weitere Rapid-Prototyping Verfahren

Weiterführende Links

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Das Grundprinzip der Stereolithografie ist das selektive Aushärten eines Photopolymers (ein Harz) mittels eines UV-Lasers. Durch das UV-Licht des Lasers polymerisiert das photosensitive Material an den definierten Stellen. Ist eine Schicht fertig, wird eine neue Schicht (i. d. R. 50 – 100 µm hoch) aufgetragen (bzw. die Plattform entsprechend in der Flüssigkeit heruntergefahren), und der Prozess beginnt von vorn. Bei der Fertigung mit Stereo­lithografie werden sogenannte Stütz­strukturen (Support) benötigt. Diese zusätzlichen Strukturen verhindern, dass Überhänge beim Druck in der Flüssigkeit absinken.


Illustration des Stereo­lithografie Prozesses; Quelle: YouTube/3D-Systems

Finishing

Alle mit Stereolithografie erstellten Werkstücke unterlaufen nach erfolgtem Druck bei 3Faktur mehrere Finishing Schritte:

  • Intensive Reinigung des Werkstücks
  • Entfernen der Supportstrukturen
  • Nachhärten unter UV-Licht
  • Schleifen, je nach Geometrie, Material und Anwendung strahlen und/oder manuelles schleifen
  • Auf Wunsch: Lackierung

Funktions-Prototypen

Stereolithografie SLA Funktionsmodelle

Stereolithografie ist die älteste generative Rapid Protoyping Technologie, wird seit Jahrzehnten für Funktionsmodelle eingesetzt und ist auch heutzutage eines der führenden Verfahren in diesem Bereich. Insbesondere die hohe Genauigkeit und Detailauflösung wird hierbei geschätzt. Einschränkungen gibt es hinsichtlich der Hitzestabilität und der mechanischen Belastung, für mechanisch oder thermisch stark beanspruchte Teile sind Lasersintern oder Laserschmelzen gängige Alternativen.


Urformen

Stereolithografie SLA Urformen Formenbau

Die glatten Oberflächen, die sehr hohe Genauigkeit und Detailauflösung machen die Stereolithografie wie geschaffen für die Erstellung von Urformen zum Abguss für z. B. Vakuumguss-Verfahren. Auch in der Dental- bzw. Schmuckindustrie findet die SLA häufig Einsatz bei der Erstellung von Urformen bzw. Formen, die per SLA aus ausbrennbarem Material gedruckt werden.


Visuelle Prototypen

Stereolithografie SLA Anschauungsmodelle

Aufgrund der geringen Toleranzen, der hohen Detailauflösung und der sehr guten Oberflächeneigenschaften eignet sich die Stereolithografie hervorragend für Anschauungs- oder Ausstellungsmodelle. Diese können technischer Natur sein, z. B. Prototypen, die in hoher Genauigkeit erstellt werden oder Design-Prototypen bzw. Produkte.


Filigrane & Detailmodelle

Stereolithografie SLA Detailmodelle

Mit Stereolithografie lassen sich sehr gut kleine, filigrane und detailreiche Modelle erstellen. Dies ist von Bedeutung z. B. bei Kleinteilen im Prototypenbau oder auch ergänzenden Strukturen bei Architekturmodellen. Immer mehr Anwendung findet die Stereolithografie auch bei Designern, die mit dieser Technologie kleine (große) Meisterwerke erschaffen.

Vorteile

  • Geringe Toleranz
  • Glatte, hochwertige Oberflächen
  • Kleine Details darstellbar (ab ca. 500 µm)
  • Kurze Produktionszeiten

 

Nachteile

  • Geringere mechanische/thermische Belastbarkeit als lasergesintertes Polyamid
  • Stützstrukturen notwendig
  • Meist kostenintesiver als Lasersintern

Im Allgemeinen werden bei der Stereolithografie photosensitive Materialien verwendet. Diese sind auf Acryl-, Epoxid- und seltener Vinylbasis. Die Ausgangsmaterialien sind flüssig und härten selektiv über Lasereinstrahlung aus (meist UV). Unterscheidungsmerkmale sind die vorhandenen Pigmente und die Monomere. Langkettige Monomere ergeben ein stabileres Produkt. Allerdings ist die Ausgangsflüssigkeit zäher, d. h. die Detailliertheit des Produktes ist niedriger als bei kurzkettigen Monomeren.


Unsere Materialien

Standard SLA Material

Standardmaterial SLA

Unser Standardmaterial mit ABS-ähnlichen Ei­gen­schaften ist sowohl für Funktionsmodelle, als auch für visuelle Proto­typen sehr gut geeignet.

Farben: Weiß, Transparent, Grau
Bauraum: max. 450 x 450 x 350 mm
Kosten: Sofort-Preisberechnung in unserem online 3D-Druckservice
Materialdatenblatt: Herunterladen
Materialdatenseite: Standard-SLA-Material

Robustes SLA Material

Mechanisch stabiles Stereolithografie Material

Geeignet für mechanisch beanspruchte Werk­stücke. Durch die schlechteren Ober­flächen­­eigenschaften weniger geeignet für visuelle Prototypen oder Urformen.

Farben: Grünlich-Transparent
Bauraum: max. 140 x 140 x 140 mm
Kosten: Sofort-Preisberechnung in unserem online 3D-Druckservice
Materialdatenblatt: Herunterladen
Materialdatenseite: Robustes-SLA-Material

Biokompatibles Material

Biokompatibles SLA Material

Zertifiziert biokom­pa­ti­bles Material mit ähn­lichen Eigenschaften wie unser Standardmaterial.

Farben: Beige, Transparent
Bauraum: max. 250 x 250 x 150 mm
Kosten:
Sofort-Preisberechnung in unserem online 3D-Druckservice
Materialdatenblatt: Herunterladen
Materialdatenseite: Biokompatibles-SLA-Material

Ausbrennbares Material

Ausbrennbares SLA Material

Das Material kann vollständig ausgebrannt werden, z. B. zur Er­stel­lung verlorener Formen.

Farben: Grün, Rötlich-Transparent
Bauraum: max. 120 x 75 x 150 mm
Kosten: 
Sofort-Preisberechnung in unserem online 3D-Druckservice
Materialdatenblatt: Herunterladen
Materialdatenseite: Ausbrennbares-SLA-Material

Die ersten Versuche gehen ins Jahr 1971 zurück, als Wyn Kelly Swainson das Patent anmeldete, in dem er beschrieb, wie aus Photopolymeren 3D-Objekte entstehen können. Einen neuen Anlauf machte Dr. Hideo Kodama ebenfalls in den 1970ern. Er war es, der als Erster den heute noch genutzten schichtweisen Aufbau beim SLA 3D-Druck beschrieb. Zum Durchbruch kam es dann fast zeitgleich durch die Gruppe um die Franzosen Alan Le Mehaute und Jean Claude André sowie den Amerikaner Chuck Hull. Hull gründete mit seiner Entwicklung den heutigen Branchenriesen 3D-Systems.

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Ein Teil der Originalskizzen von Chuck Hull aus der Patentanmeldung. Abbildung: Google Patents.



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