Die Stereolithographie ist das verbreitetste generative Fertigungsverfahren, indem ein dreidimensionales Bauteil in einem Kunststoffbad durch einen Laser Schicht für Schicht aufgebaut wird.
Der Kunststoff, der bei der Stereolithographie verwendet wir, ist ein Photopolymer, d.h. er ist lichtaushärtend. Nachdem das 3D CAD-Modell konstruiert ist, wird dieses in ein STL-Format umgewandelt. Ein Dienstleister baut gegebenenfalls noch Stützkonstruktionen an und das Modell wird geslicet, d.h. es werden einzelne Schichten erstellt.
Inhalt
Fertigungsschritte bei der Stereolithographie
In dem Kunststoffbad befindet sich eine höhenverstellbare Plattform, auf dem das dreidimensionale Bauteil aufgebaut wird. Diese wird um eine Schichtdicke abgesenkt. Anschließend wird ein UV-Laser über bewegliche Spiegel auf das Photopolymer geleitet. Dort, wo dieser auftrifft, härtet der Kunststoff aus.
Ist die erste Schicht abgefahren, wird die Plattform um die nächste Schichtdicke gesenkt. Ein Wischer/ eine Rakel verteilt das Photopolymer gleichmäßig auf der Oberfläche und glättet diese.
Nachdem alle Schichten des Bauteils mit dem Laser abgefahren wurden, kann dieses von der Plattform entfernt werden und muss von den Stützkonstruktionen befreit werden. Anschließend kann es nötig sein, das Bauteil in einem Schrank unter UV-Licht zur endgültigen Aushärtung ruhen zu lassen.
Im Video über Stereolithographie der Hochschule Aachen wird Schritt für Schritt und sehr ausführlich erklärt, wie beispielsweise eine Schachfigur entsteht.
Vorteile
- Formlose Fertigung
- Geometriefreiheit
- Hinterschnitte möglich
- Möglichkeit der anschließenden Oberflächenbehandlung
Nachteile
- Nicht sehr belastbar
- An lichtaushärtende Materialien gebunden
- Oft Stützkonstruktionen notwendig
- Mechanische Nacharbeit notwendig
- Kunststoffharz sehr teuer – kann nur eine bestimmte Zeit lang verwendet werden
Stereolithographie im Vergleich zu anderen Verfahren
- Stereolithographie (SLA)
- Material: Photopolymer – Kunststoffbad
- Auflösung: 50 – 250 µm
Andere generative Fertigungsverfahren/ 3D Druckverfahren:
- selektives Laserschmelzen (SLM)
- Material: metallische Pulver
- Auflösung: 50 – 100 µm
- Umgebung: Vakuum
- selektives Lasersintern (SLS)
- Material: Kunststoffpulver, metallische oder keramische Pulver
- Auflösung: 1 – 200 µm
- Umgebung: beim Lasermikrosintern Vakuum
- selektives Elektronenstrahlschmelzen (SEBM)
- Material: metallische Pulver
- Auflösung: 50 – 100 µm
- Umgebung: Vakuum
- Multi Jet Modeling (MJM)
- Material: Photopolymer
- Auflösung: 450 dpi
- Fused Deposition Modeling (FDM)
- Material: schmelzfähiger Kunststoff
- Auflösung: 25 – 1250 µm