Stereolithographie verstehen: Ein Einblick in die 3D-Drucktechnologie

Einführung:
Die Bereiche additive Fertigung und schnelles Prototyping haben durch die bahnbrechenden Neuerungen erhebliche Veränderungen erfahren3D-Drucktechnologiebekannt alsStereolithographie (SLA). Chuck Hull entwickelte in den 1980er Jahren SLA, die früheste Art des 3D-Drucks. Wir,FCE, zeigt Ihnen in diesem Artikel alle Details zum Verfahren und den Anwendungen der Stereolithographie.

Prinzipien der Stereolithographie:
Grundsätzlich ist Stereolithographie der Prozess, bei dem dreidimensionale Objekte Schicht für Schicht aus digitalen Modellen aufgebaut werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fertigungstechniken (z. B. Fräsen oder Schnitzen), bei denen Material Schicht für Schicht hinzugefügt wird, wird beim 3D-Druck – einschließlich Stereolithographie – Material Schicht für Schicht hinzugefügt.
Drei Schlüsselkonzepte in der Stereolithographie sind kontrollierte Stapelung, Harzhärtung und Photopolymerisation.

Photopolymerisation:
Der Prozess, bei dem Licht auf flüssiges Harz einwirkt, um es in ein festes Polymer umzuwandeln, wird Photopolymerisation genannt.
Das in der Stereolithographie verwendete Harz enthält fotopolymerisierbare Monomere und Oligomere, die bei Einwirkung bestimmter Lichtwellenlängen polymerisieren.

Harzaushärtung:
Als Ausgangspunkt für den 3D-Druck dient ein Bottich mit flüssigem Harz. Die Plattform am Boden des Bottichs wird in das Harz eingetaucht.
Basierend auf dem digitalen Modell verfestigt ein UV-Laserstrahl das flüssige Harz selektiv Schicht für Schicht, während er seine 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 sich jede Schicht verfestigt hat, wird die Bauplattform schrittweise angehoben, um die nächste Harzschicht freizulegen und auszuhärten.
Schicht für Schicht wird dieser Prozess durchgeführt, bis das vollständige 3D-Objekt entsteht.
Digitale Modellvorbereitung:
Mithilfe einer CAD-Software (Computer Aided Design) wird ein digitales 3D-Modell erstellt oder erfasst, um den 3D-Druckprozess 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, erhält das geschnittene Modell.
Nach dem Eintauchen der Bauplattform in das flüssige Harz wird das Harz mithilfe des UV-Lasers methodisch Schicht für Schicht gemäß der Schnittanleitung 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 ein glatteres Finish.
Anwendungen der Stereolithographie:
Die Stereolithographie findet in verschiedenen Branchen Anwendung, darunter:

· Prototyping: SLA wird aufgrund seiner Fähigkeit, hochdetaillierte und genaue Modelle zu erstellen, häufig für das Rapid Prototyping verwendet.
· Produktentwicklung: Es wird in der Produktentwicklung eingesetzt, um Prototypen für die Designvalidierung und -prüfung zu erstellen.
· Medizinische Modelle: Im medizinischen Bereich wird Stereolithographie verwendet, um komplexe anatomische Modelle für die chirurgische Planung und Lehre zu erstellen.
· Kundenspezifische Fertigung: Die Technologie wird zur Herstellung kundenspezifischer Teile und Komponenten für verschiedene Branchen eingesetzt.

Abschluss:
Moderne 3D-Drucktechnologien, die Genauigkeit, Geschwindigkeit und Vielseitigkeit bei der Herstellung komplexer dreidimensionaler Objekte bieten, wurden durch Stereolithographie ermöglicht. Die Stereolithographie ist nach wie vor ein wichtiger Bestandteil der additiven Fertigung und trägt im Zuge des technologischen Fortschritts zur Innovation in einer Vielzahl von Branchen bei.