Dienstag, 26. März 2013

Kurzer Abriss über den 3D Druck - Teil 2.4: Materialien und Verfahren: Stereolithografie

Guten Morgen :-)

...heute verlassen wir die Familie der schmelzenden 3D-Druckverfahren und kommen sozusagen zum "Gegenteil" dessen: der als SLA oder STL bekannten Stereolithografie.

Bei diesem Verfahren, das als eines oder DAS älteste Verfahren des 3D-Drucks gilt, wird - wie auch bei SLS und SLM ein Laser verwendet. Dieser schmelzt das Material jedoch nicht, sondern härtet es aus.

Genauer beschrieben funktioniert das Verfahren folgendermaßen:
Die Druckkammer ist mit einem lichtaushärtendem Kunststoff - oft Epoxidharz - gefüllt. Ebenfalls in der Druckkammer befindet sich die Trägerplattform. Diese wird langsam abgesenkt, um die einzelnen Schichten des 3D-Modells entstehen zu lassen. Dabei wird die Plattform nur um wenige Zehntelmillimeter abgesenkt und durch einen Wischer abgefahren, der die neue Kunststoffschicht gleichmäßig auf der bereits ausgehärteten verteilt. Nachfolgend sorgt ein Laser dafür, dass diese Schicht wiederum ausgehärtet wird. Dabei erfolgt die Vernetzung des Harzes durch Photopolymerisation, die durch das UV-Licht des Lasers ausgeführt wird. Schichtdickern zwischen 0,05 und 0,25mm sind möglich, was dieses Verfahren zu einem der genauesten macht und 3D-Modelle mit hoher Komplexität ermöglicht. Die Struktur der erhaltenen 3D-Modelle ist jedoch nicht sehr stabil und es ist während des Druckprozesses notwendig mit Stützstrukturen zu arbeiten, die Hohlräume oder bspw. Überhänge stabilisieren. Am Ende des gesamten Prozesses, können diese wieder manuell entfernt werden.

Nachdem das 3D-Objekt fertig ausgehärtet ist, wird die Plattform aus dem flüssigen Kunststoff herausgefahren. Das nicht gehärtete Material tropft ab und wird direkt am 3D-Modell manuell durch Lösungsmittel abgewaschen. In den meisten Fällen ist danach noch eine Aushärtung in einem Schrank unter UV-Licht notwendig, da das frisch gedruckte 3D-Objekt oft noch eine gel-artige Konsinstenz besitzt.

Fertig ausgehärtet und von den Stützstrukturen befreit, kann das 3D-Modell dann nachbearbeitet und bspw. mit anderen Teilen zusammengeklebt oder lackiert werden.

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