Stereolithographie (SL)

Stereolithographie (SL)

Das partielle Polymerisieren mittels Laserstrahlung ist die Grundlage der Laser-Stereolithographie und eines der ersten Generativen Fertigungsverfahren. Bei der Stereolithographie (SL) wird die Bauteilgeometrie Schicht für Schicht durch Aushärtung gewonnen. Dazu wird ein flüssiges Photopolymer (lichtaushärtender flüssiger Kunststoff), z. B. ein Epoxidharz oder ein Acrylat, durch einen UV-Laser schichtweise belichtet und ausgehärtet. Dies geschieht durch schichtweises Absenken der Bauteilplattform in einem Bad, welches mit den Basismonomeren des photosensitiven Kunststoffes gefüllt ist. Schritt für Schritt wird das Werkstück um einige Zehntel-Millimeter abgesenkt, in die neue Position gefahren und der Kunststoff durch einen Wischer gleichmäßig über der bereits ausgehärteten Bauteilschicht verteilt. Ein UV-Laser, welcher über bewegliche Spiegel gelenkt wird, belichtet die flüssige Schicht und fertigt so die nächste Bauteilschicht. Die Steuerung des Lasers erfolgt gemäß der aus der Datenaufbereitung gewonnenen Schichtinformationen des CAD-Bauteils.

Verfahrensweise der Stereolithographie

Verfahrensweise der Stereolithographie, Quelle: eigene Darstellung

Eine Zusammenfassung der Vorteile und Nachteile der Stereolithographie

Eine Zusammenfassung der Vorteile und Nachteile der Stereolithographie, Quelle: eigene Darstellung

Um die Bauteile nach Abschluss des Prozesses von der Plattform trennen zu können und um das Versinken von Überhängen im Bad zu vermeiden, ist wie bei fast allen auf flüssigen Ausgangsmaterialien aufbauenden Verfahren der Einsatz von Stütz- und Supportkonstruktionen (bestehend aus dem gleichen oder einen anderen Werkstoff wie das Bauteil) erforderlich (vgl. Abbildung).

Nachdem das Bauteil gefertigt wurde, wird es aus dem Harzbad entnommen und kann abtropfen. Anschließend werden Plattform sowie sämtliche Stützkonstruktionen vom Bauteil entfernt und das gefertigte Bauteil nachbearbeitet. Es wird dazu von Lösungsmitteln gereinigt und zur weiteren Aushärtung unter eine UV-Lampe oder in einen UV-Schrank gestellt um die endgültige Bauteilfestigkeit zu erreichen. Die eingesetzten Laserleistungen liegen in aller Regel unter einem Watt, wodurch es lediglich zu einem geringen Wärmeeintrag in das Bauteil kommt und fast keine Wärmespannungen und kein Wärmeverzug auftreten.