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Stereolithographie (SLA)

Das Verfahren

Stereolithographie (SLA oder STL) wurde zu Beginn der 1980er Jahre entwickelt und wird weithin als das erste 3D-Druckverfahren anerkannt. Das laserbasierte Schichtbauverfahren verarbeitet Photopolymere zu äußerst präzisen 3D-Objekten. Der flüssige Kunststoff, zum Beispiel ein Epoxidharz, befindet sich in einem Behälter, in dem das Bauteil gefertigt wird.

Aus flüssigem Kunststoff entstehen hochauflösende 3D-Objekte

In Schichtdicken von 0,025 – 0,25 mm wird das Harz lokal mit UV-Licht ausgehärtet. Nachdem eine Schicht komplett belichtet wurde, senkt die Maschine die Bauplattform im Harzbad um exakt eine Schichtdicke ab. Daraufhin wird die Oberfläche erneut vollständig benetzt und der Belichtungsprozess beginnt von vorn. Der Ablauf wiederholt sich, bis das Objekt vollendet wurde. Um auch Bauteile mit anspruchsvollen Geometrien, wie zum Beispiel Hinterschneidungen in Z-Richtung, während der Produktion zu stabilisieren, entstehen aus demselben Material zeitgleich feine Stützstrukturen, die im Zuge einer manuellen Nachbearbeitung mühelos entfernt werden können. Nachdem die letzte, oberste Schicht belichtet und die Plattform zum Abtropfen aus dem Bad gefahren wurde, kann das 3D-Objekt entnommen werden. Im Anschluss an den Druck werden die Bauteile beispielsweise mit Aceton oder Isopropanol chemisch gereinigt und im UV-Schrank nachgehärtet. Der überschüssige, noch flüssige Kunststoff wird aufbereitet und kann beim nächsten Projekt wiederverwendet werden.

Vorteile

  • Höchste Genauigkeit (+/- 0,05 mm) und Detailabbildung
  • Beste Oberflächengüte
  • Gute Nacharbeitsmöglichkeiten

Materialien

Die Vorteile von Objekten aus Epoxidharzen liegen in der hohen Detailtiefe und einer glatten Oberfläche. Als Herstellungsverfahren dient unter anderem die Stereolithographie. Bei PROTIQ können Sie zwischen den VisiJet-Varianten „Tough“, „Clear“ und „HiTemp“ wählen, die entsprechende Eigenschaften aufweisen.

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VisiJet Tough

Eigenschaften

Bauteile aus VisiJet Tough besitzen eine sehr hohe Langlebigkeit und Stoßfestigkeit. Durch seine Abbildegenauigkeit und der glatten Oberfläche eignet sich das Material hervorragend für kleine, detailreiche Komponenten, Urmodelle und Anschauungsobjekte.

Farbe grau
Preis
6/10
Genauigkeit
10/10
Stabilität
3/10
Flexibilität
2/10
Oberfläche
10/10
Haptik sehr glatt, matt, leicht

VisiJet Clear

Eigenschaften

VisiJet Clear ist ideal für transparente Bauteile wie Anschauungsobjekte und Urmodelle geeignet und zeichnet sich durch seine hohe Abbildegenauigkeit aus.

Farbe transparent
Preis
6/10
Genauigkeit
10/10
Stabilität
3/10
Flexibilität
2/10
Oberfläche
10/10
Haptik sehr glatt, glänzend, leicht

VisiJet HiTemp

Eigenschaften

VisiJet HiTemp ist besonders für detailreiche Bauteile mit glatter Oberfläche geeignet, welche eine hohe thermische Beständigkeit aufweisen. Durch die Wärmebeständigkeit bis 130° C wird VisiJet HiTemp unter anderem für die Erprobung von Komponenten im Motorraum genutzt.

Farbe Bernstein
Preis
7/10
Genauigkeit
10/10
Stabilität
3/10
Flexibilität
2/10
Oberfläche
10/10
Haptik sehr glatt, matt, leicht

Stereolithographie in der Anwendung

Die Stereolithographie (SLA) ist als erstes 3D-Druck-Verfahren anerkannt und hat sich über Jahrzehnte im Bereich Rapid Prototyping bewährt. Auch heute noch gilt sie als die beliebteste Methode zur Herstellung detailgetreuer Prototypen. Ein entscheidender Grund hierfür ist, dass sich äußerst feine Strukturen bei gleichzeitig sehr dünnen Wandstärken herausarbeiten lassen. Damit eignet sich die Stereolithographie hervorragend für die Herstellung filigraner, detailreicher Bauteile. Darüber hinaus sticht das Prinzip durch die von vornherein sehr glatten und dichten Oberflächenstrukturen hervor. Nacharbeiten am Bauteil, etwa durch Schleifen oder Spachteln, sind hierdurch nicht erforderlich und die Fertigung kann in einem einstufigen Produktionsprozess erfolgen. Das wiederum führt zu einer hohen Schnelligkeit und Produktivität, mit der die Stereolithographie Verfahren wie das Lasersintern oder das PolyJet-Printing nochmals übertrifft.

Präzise Prototypen in kürzester Zeit fertigen lassen

Mit diesen Vorteilen begeistert die Fertigungstechnik überall dort, wo innerhalb kurzer Zeit Modelle benötigt werden, um Konzepte, Geometrien und Funktionen zu beurteilen. Ein klassisches Einsatzgebiet sind etwa Designstudien, für die Produkte detailgetreu veranschaulicht werden müssen. Weiterhin findet die Stereolithographie Anwendung beim preisgünstigen Druck technischer Prototypen, beispielsweise für die Elektrotechnik oder den Maschinen- und Werkzeugbau. Aufgrund des hohen Präzisionsgrades können Funktionen optimal begutachtet und technische Schwachstellen durch Fehler in der Konstruktion frühzeitig identifiziert und behoben werden.

Aussagekräftige Funktionstests im Feld durchführen

Gedruckte Konzeptmodelle lassen sich für erste Produkttests oder sogar Marktprüfungen einsetzen. Je nach verwendetem Material weisen die Bauteile eine Temperaturresistenz auf, mit der selbst Testläufe im produktiven Einsatz von Maschinen denkbar sind. Schließlich gehören auch Urmodelle für Gießverfahren zu den gängigen Anwendungsbereichen. Hier spielen besonders die ausgezeichnete Oberflächengüte sowie die geringen Toleranzen ihre Vorzüge aus. Auf diese Weise gelingt eine werkzeuglose Fertigung von präzisen Gussteilvorlagen, zum Beispiel für Spezialwerkzeuge im Bereich der Fahrzeug- und Automobilbranche.

Erprobtes 3D-Druck-Verfahren

Durch die jahrzehntelange Anwendung der Stereolithographie in der Prototypenherstellung bestehen umfangreiche Erfahrungswerte, von denen heute eine steigende Zahl von Einsatzgebieten profitiert. Ein klarer Trend geht dahin, das bewährte 3D-Druck-Verfahren auch für die Kleinserienfertigung (Rapid Manufacturing) oder für die Produktion individueller Bauteile zu verwenden. Die Schnelligkeit, der geringe Aufwand für die Nachbearbeitung sowie der effiziente Materialeinsatz machen die Stereolithographie hier zu einer besonders wirtschaftlichen Methode.

Technische Informationen

  • Wanddicken ab 0,1 mm
  • Schichtdicke 50 µm, 100 µm und 125 µm
  • Bauteile bis 2.000 mm x 1.000 mm x 1.000 mm können in einem Stück hergestellt werden
  • Toleranzen: +/- 0,3 %, min. +/- 0,05 mm

Einschränkungen

  • Bauteile sind etwas spröde und nur bedingt UV-beständig
  • Begrenzte geometrische Freiheit, da Stützstruktur entfernbar sein muss

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