Einführung:
Die Bereiche der additiven Fertigung und des schnellen Prototyping haben dank der bahnbrechenden3D-Drucktechnologiebekannt alsStereolithographie (SLA)Chuck Hull entwickelte SLA, die erste Art des 3D-Drucks, in den 1980er Jahren. Wir,FCE, zeigt Ihnen in diesem Artikel alle Details zu Verfahren und Anwendungen der Stereolithografie.
Prinzipien der Stereolithographie:
Stereolithografie ist im Grunde der Prozess, dreidimensionale Objekte aus digitalen Modellen schichtweise aufzubauen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fertigungsverfahren (wie Fräsen oder Schnitzen), bei denen Material schichtweise aufgetragen wird, erfolgt der Materialaufbau beim 3D-Druck – einschließlich der Stereolithografie – schichtweise.
Drei Schlüsselkonzepte der Stereolithografie sind kontrolliertes Stapeln, Harzaushärtung und Fotopolymerisation.
Photopolymerisation:
Der Vorgang, bei dem flüssiges Harz durch Einwirkung von Licht in ein festes Polymer umgewandelt wird, wird als Photopolymerisation bezeichnet.
Das bei der Stereolithographie verwendete Harz enthält fotopolymerisierbare Monomere und Oligomere, die bei Einwirkung bestimmter Lichtwellenlängen polymerisieren.
Harzhärtung:
Als Ausgangspunkt für den 3D-Druck dient ein Behälter mit flüssigem Harz. Die Plattform am Boden des Behälters wird in das Harz eingetaucht.
Basierend auf dem digitalen Modell verfestigt ein UV-Laserstrahl das flüssige Harz selektiv Schicht für Schicht, während er dessen Oberfläche abtastet.
Der Polymerisationsvorgang wird gestartet, indem das Harz vorsichtig UV-Licht ausgesetzt wird, wodurch die Flüssigkeit zu einer Beschichtung verfestigt wird.
Kontrollierte Schichtung:
Nachdem jede Schicht ausgehärtet ist, wird die Bauplattform schrittweise angehoben, um die nächste Harzschicht freizulegen und auszuhärten.
Dieser Vorgang wird Schicht für Schicht durchgeführt, bis das vollständige 3D-Objekt erstellt ist.
Vorbereitung des digitalen Modells:
Mithilfe einer CAD-Software (Computer-Aided Design) wird ein digitales 3D-Modell erstellt oder abgerufen, um den 3D-Druckvorgang zu starten.
Schneiden:
Jede dünne Schicht des digitalen Modells stellt einen Querschnitt des fertigen Objekts dar. Der 3D-Drucker wird angewiesen, diese Scheiben zu drucken.
Drucken:
Der 3D-Drucker, der Stereolithographie verwendet, empfängt das geschnittene Modell.
Nach dem Eintauchen der Bauplattform in das flüssige Harz wird das Harz gemäß der geschnittenen Anleitung mit dem UV-Laser Schicht für Schicht systematisch ausgehärtet.
Nachbearbeitung:
Nachdem das Objekt dreidimensional gedruckt wurde, wird es vorsichtig aus dem flüssigen Harz genommen.
Beispiele für die Nachbearbeitung sind das Entfernen von überschüssigem Harz, das weitere Aushärten des Objekts und in bestimmten Situationen das Schleifen oder Polieren für eine glattere Oberfläche.
Anwendungen der Stereolithographie:
Die Stereolithografie findet Anwendung in zahlreichen Branchen, darunter:
· Prototyping: SLA wird häufig für Rapid Prototyping verwendet, da damit sehr detaillierte und genaue Modelle erstellt werden können.
· Produktentwicklung: Wird in der Produktentwicklung eingesetzt, um Prototypen zur Designvalidierung und zum Testen zu erstellen.
· Medizinische Modelle: Im medizinischen Bereich wird die Stereolithografie verwendet, um komplexe anatomische Modelle für die Operationsplanung und -lehre zu erstellen.
· Kundenspezifische Fertigung: Die Technologie wird zur Herstellung kundenspezifischer Teile und Komponenten für verschiedene Branchen eingesetzt.
Abschluss:
Moderne 3D-Drucktechnologien, die Präzision, Geschwindigkeit und Vielseitigkeit bei der Herstellung komplexer dreidimensionaler Objekte bieten, wurden durch die Stereolithografie ermöglicht. Stereolithografie ist nach wie vor ein zentraler Bestandteil der additiven Fertigung und trägt mit dem technologischen Fortschritt zur Innovation in zahlreichen Branchen bei.
Veröffentlichungszeit: 15. November 2023