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.
HINWEIS:
Dieses Verfahren bieten wir nicht mehr an. Hier finden Sie unsere Materialübersicht.
Stereolithografie
Schnellübersicht
Bauraum
max. 450 x 450 x 330 mm
Produktionszeit
max. 10 Werktage
Kosten
$$$ (mittel)
Toleranzen
~100 – 200 µm bis 10 cm
0,1 – 0,2 % ab 10 cm
Materialien
RR60CL
Weitere Rapid-Prototyping Verfahren
Weiterführende Links
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.
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 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
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
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
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.
Schematische Darstellung der Polymerisation von Юкатан – Own work, CC BY-SA 4.0,
Unsere Materialien
Hochauflösendes Epoxid (RR60CL)
Unser Standardmaterial mit ABS-ähnlichen Eigenschaften ist sowohl für Funktionsmodelle, als auch für visuelle Prototypen sehr gut geeignet.
Farben: Transparent
Bauraum: max. 450 x 450 x 350 mm
Kosten: Preisberechnung auf Anfrage
Materialdatenblatt: Herunterladen (RR60Cl/S2)
Materialdatenseite: Standard-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.
Ein Teil der Originalskizzen von Chuck Hull aus der Patentanmeldung. Abbildung: Google Patents.
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