STL Modelle fertigen - Das Stereolithographie Verfahren

Stereolithographie (abgekürzt STL oder SLA) gehört mit zu den am häufigsten eingesetzten Rapid-Prototyping- / Rapid-Manufacturing-Techniken. Die Stereolithographie eignet sich hervorragend für die Herstellung von Prototypen und Anschauungsmodellen zur Konstruktionsüberprüfung, Funktionskontrolle sowie für optisch anspruchsvolle Exponate.

Der Vorteil der Stereolithographie gegenüber artverwandten Verfahren besteht vor allem darin, dass sich durch diese STL Technik Modelle fertigen lassen, die ausgesprochen detailliert ausfallen und eine glatte Oberflächenstruktur aufweisen. Über dieses Verfahren So erhalten Sie so über dieses Verfahren des 3D Drucks einen 3D Druck Prototyp, der Prototyp, der durch seine besondere Oberflächenqualität auch als Urmodell für Folgeprozesse wie Vakuumguss, Sandguss und Feinguss eingesetzt werden kann.

Für eine persönliche und fachkundige Beratung zu diesem und weiteren Verfahren können Sie uns gerne kontaktieren. Wir stehen Ihnen für ein Beratungsgespräch jederzeit zur Verfügung.

Stereolithographie / Rapid-Prototyping

Die Stereolithographie: Wie STL Modelle erstellt werden

In der Stereolithographie, neuerdings ebenfalls als 3D-Printing bezeichnet, kommen Photopolymere zum Einsatz. Dies sind UV-empfindliche flüssige Kunststoffe auf Epoxidharz-Basis (oder bei einfacheren Verfahren auch Acrylate). Diese Photopolymere werden im fortlaufenden Prozess durch einen UV-Laser (Festkörperlaser) belichtet bzw. angeregt, woraufhin sie aushärten. Durch den Photopolymerisationsprozess ändert sich der Aggregatzustand des Epoxidharzes von flüssig zu fest.

Als Vorlage für die Stereolithographie dient ein dreidimensionales Computermodell des Werkstücks, das digital in Schichtdaten umgewandelt wird (Slicing). Diese Daten werden vom Laser im 3D-Drucker als eine Art Schablone benutzt, wobei jede einzelne Ebene der Schichtdaten einer Schicht des Werkstücks entspricht. Die einzelnen Schichten besitzen jeweils eine Stärke von nur einigen Hundertstel- bis zu wenigen Zehntelmillimetern.

Der Fertigungsprozess der STL Modelle im 3D-Drucker

Im eigentlichen Fertigungsprozess der Stereolithographie wird das Photopolymer im 3D-Drucker gezielt durch den Laserstrahl belichtet, der über dem Kunststoffbad mit Hilfe von Spiegeln hin und her bewegt wird. Es werden dabei nur die Stellen abgefahren, dem UV-Licht ausgesetzt, die später das Werkstück bilden sollen. Ist die Kontur einer Schicht komplett abgearbeitet, wird die Bauplattform mit dem im Bau befindlichen Werkstück im Kunststoffbad abgesenkt. Bevor der Laser wieder zum Einsatz kommt, verteilt ein Wischer (Recoating-Prozess) die neue Lage des flüssigen Kunststoffs gleichmäßig über der bereits fertiggestellten Ebene, sodass die nächste Schicht belichtet werden kann.

Der Vorgang wiederholt sich so lange, bis alle Schichtdaten verarbeitet sind und die der Bauprozess der Stereolithographie somit abgeschlossen ist. Anschließend wird das die Bauplattform aus dem Harz-Bad nach ganz oben gefahren, wo das Werkstück dann sorgfältig von der Plattform entfernt, entfernt werden kann. Das Bauteil wird von den Stützgeometrien befreit, mit Lösungsmitteln gereinigt und wenn notwendig notwendig, in einem UV-Schrank vollständig ausgehärtet (Nachpolymerisation). In einem finalen Schritt erhalten die STL Modelle den letzten Feinschliff: Hier werden die gewünschten Nachbearbeitungen durchgeführt, etwa individuelle Lackierungen.

bis hin zu individuellen Lackierungen.


Galerie Stereolithographie

SLS Werkstück

Die Stärken der Stereolithographie: STL Modelle schnell und exakt erstellen

  • Geringer Zeitaufwand: STL Modelle können in einem Zeitraum von wenigen Stunden bis zu einem Tag gefertigt werden.
  • Keine Vorarbeit: Der 3D-Drucker benötigt keine speziellen Formen oder Werkzeuge, die extra angefertigt werden müssen.
  • STL-Dateien einfach generieren: Bereits am Computer generierte 3D-CAD-Daten können einfach übernommen und in die für das Stereolithographie-Verfahren notwendigen STL-Dateien übersetzt werden.
  • Hohe Präzision: STL Modelle mit äußerst geringen Wandstärken lassen sich über den 3D-Drucker realisieren (z.T. bis 0,20 mm).
  • Materialvielfalt: Für die Fertigung können widerstandsfähige Materialien mit den unterschiedlichsten Eigenschaften verwendet werden.
  • Qualität des Prozesses: Im 3D-Drucker entstehen SLT Modelle mit besonders feiner Oberflächenstruktur.

STL Modelle: Unterschiede der Stereolithographie zu anderen Fertigungsverfahren

Wo etwa selektives Lasersintern gänzlich ohne Stützstrukturen auskommt, sind diese bei der Stereolithographie erforderlich. Durch diese werden die jeweils untersten Schichten des zu fertigenden Bauteils mit der Bauplattform verbunden. Der Mehraufwand durch das nachträgliche Entfernen dieser Stützstrukturen relativiert sich jedoch dadurch, dass selbst ohne weitere Nachbearbeitung der SLA / STL Modelle bereits eine Oberflächenqualität erreicht wird, die etwa beim 3D Druck im FDM Verfahren nur durch einen hohen Nacharbeitsaufwand realisiert werden kann.

Benötigen Sie SLT Modelle für Ausstellungszwecke oder als Urmodelle für Folgeprozesse? Kontaktieren Sie uns und lassen Sie sich fachkundig beraten!