Stereolithographie: Was steckt hinter dieser Technologie?

Laser-Stereolithographie

Stereolithographie ist ein generatives Fertigungsverfahren zur Herstellung von 3D-Objekten. Das Werkstück wird durch frei im Raum materialisierende (Raster-)Punkte schichtenweise aufgebaut. Bei der Stereolithografie handelt es sich um ein technisches Prinzip des Rapid Prototyping oder des Rapid Manufacturing, bei dem ein Photopolymer (z.B. Epoxidharz) in Schichtdicken von 0,025 mm bis 0,25 mm lokal mit UV-Licht ausgehärtet wird. In der Regel erfolgt die Fertigung eines oder mehrerer Teile vollautomatisch aus CAD-Daten, die am Computer erstellt werden. Die erste Patentanmeldung erfolgte im Jahr 1984 durch den US-amerikanischen Physiker Chuck Hull.

Anwendungsbereiche der Stereolithografie

Die Stereolithografie findet in einer Vielzahl von Industriebereichen Anwendung. Dazu gehören insbesondere der Maschinenbau, die Medizin sowie der Automobilbau. Auch in anderen Branchen wird das Stereolithografie-Verfahren zur direkten Herstellung von Endprodukten eingesetzt. Ein wichtiges Einsatzgebiet ist die Erstellung von Prototypen (Konzept- und Anschauungsmodelle). In der Hörgerätetechnik werden mit Hilfe der Stereolithografie individuelle Gehäuse für Hörhilfe hergestellt. Ein weiteres Feld, auf dem die Stereolithografie zum Einsatz kommt, ist die Chiplabor-Technologie (auch: Lab-on-the-Chip-Technologie). Hiermit wird ein mikrofluidisches System bezeichnet, das die gesamte Funktionalität eines makroskopischen Labors auf einem plastikkartengrossen Kunststoffsubstrat unterbringt. Die Technologie erlaubt die Analyse von geringsten Flüssigkeitsmengen auf einem einzigen Chip.

Vorteile der Stereolithografie

Die lasergestützte Stereolithographie zeichnet sich durch eine sehr hohe Genauigkeit aus und gilt mit Recht als das genaueste aller generativen Fertigungsverfahren. Die Stereolithographie gestattet die Herstellung interner Hohlräume und bietet die Möglichkeit, komplexe Gesamtmodelle aus einzelnen Teilmodellen zusammenzufügen. Die Genauigkeit des Verfahrens wird allein durch die Maschine (insbesondere durch die Strahldurchmesser), nicht jedoch durch physikalische Grenzen des Prozesses limitiert. Darüber hinaus erlaubt die Stereolithografie nicht nur die Herstellung interner Hohlräume, sondern auch deren vollständige Entleerung. Hierzu muss eine Drainageöffnung vorhanden sein. Diese kann deutlich kleiner als der Hohlraumquerschnitt ausfallen. Die mit Hilfe der Stereolithografie erstellten Modelle können durch Schleifen und Sandstrahlen nachbearbeitet werden. In gewissem Umfang ist sogar eine Metallisierung, Lackierung und Beflockung von Modellen möglich.

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