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Funktionsweise der Stereolithographie
Bei der Stereolithographie wird ein UV-Laser auf die Oberfläche eines flüssigen Photopolymerharzes gerichtet. Der Laser härtet das Harz punktgenau entsprechend der gewünschten Geometrie aus. Nach dem Aushärten einer Schicht senkt sich die Bauplattform um eine definierte Schichtstärke ab, und der Prozess wiederholt sich, bis das vollständige Objekt entstanden ist. Anschließend werden die Bauteile gereinigt und einer Nachhärtung unterzogen, um ihre mechanischen Eigenschaften zu optimieren.
Materialien und Eigenschaften
Für das SLA-Verfahren werden verschiedene Photopolymerharze verwendet, die je nach Zusammensetzung unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Dazu zählen Epoxid-, Vinyl- oder Acrylharze mit Schichtstärken ab 0,016 mm. Einige Harze bieten hohe Transparenz, andere sind hitzebeständig oder besonders mechanisch belastbar. Diese Vielfalt ermöglicht die Anpassung der Materialeigenschaften an spezifische Anforderungen.
Vorteile der Stereolithographie
- Hohe Präzision: SLA ermöglicht die Fertigung von Bauteilen mit feinen Details und hoher Maßhaltigkeit.
- Glatte Oberflächen: Die erzeugten Objekte weisen von Natur aus glatte Oberflächen auf, wodurch oft keine oder nur minimale Nachbearbeitung erforderlich ist.
- Schnelles Prototyping: Durch die schnelle Umsetzung von Designs eignet sich SLA hervorragend für die Entwicklung und Prüfung von Prototypen in frühen Phasen der Produktentwicklung.
- Geringer Materialverbrauch: Nicht ausgehärtetes Harz kann wiederverwendet werden, was zu einem effizienten Materialeinsatz führt.
Einsatzgebiete der Stereolithographie
- Prototypenbau: Erstellung von Konzeptmodellen und funktionalen Prototypen zur Designvalidierung.
- Medizintechnik: Fertigung von anatomischen Modellen für die Operationsplanung oder von individuellen Implantaten.
- Produktdesign: Herstellung von Designmodellen und Mustern für Präsentationen und Tests.
- Zahntechnik: Produktion von dentalen Modellen und Schienen.
Herausforderungen und Einschränkungen
Trotz der zahlreichen Vorteile gibt es auch einige Einschränkungen bei der Stereolithographie. Je nach verwendetem Material können die gefertigten Bauteile spröde sein und unter UV-Einstrahlung an Stabilität verlieren. Zudem sind oft Stützstrukturen erforderlich, die die Gestaltungsfreiheit einschränken und nach dem Druck entfernt werden müssen.
Die Stereolithographie bleibt ein bedeutendes Verfahren im Bereich des 3D-Drucks, das durch seine Präzision und Vielseitigkeit überzeugt und in zahlreichen Branchen Anwendung findet.