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Entgegen der allgemeinen Auffassung gibt es keine Einheitslösung beim 3D-Druck. Die verschiedenen 3D-Druck Technologien lassen sich in 2 Gruppen aufteilen: Direkter und indirekter 3D-Druck. Der Hauptunterschied zwischen den 2 Gruppen besteht darin, dass das 3D-Modell entweder "direkt" mittels 3D-Druck hergestellt wird oder 3D-Druck nur "indirekt" als Teilschritt des Herstellungsprozesses verwendet wird. Stereolithografie, die Mutter aller 3D-Druck-Verfahren, ist ein direktes 3D-Druck Verfahren.

Wie es funktioniert

Querschnittsansicht des Druckprozesses Querschnittsansicht des Druckprozesses

Auf Basis eines 3D-Modells wird Ihr Modell mit Hilfe einer Software aus dünnen Materialschichten aufgebaut. Wo nötig werden Stützstrukturen platziert um ausreichende Stabilität für Überhänge oder Hohlräume zu schaffen.

Der Druckprozess wird in einem großen Behälter durchgeführt, in dem zum Start eine dünne Schicht eines flüssigen Kunststoffs auf einer Bauplattform verteilt wird. Ein computergesteuerter Laser zeichnet die erste Schicht Ihres Modells auf den flüssigen Kunststoff, der in den bestrahlten Bereichen aushärtet. Die gedruckte Schicht wird anschließend mit der Bauplattform abgesenkt. Eine neue Kunststoffschicht wird auf der Oberfläche verteilt und die nächste Druckschicht des Modells mit dem Laser ausgehärtet. Dieser Vorgang wird bis zur Fertigstellung des Modells wiederholt. So wird das Objekt Schicht für Schicht mit dem Laser in die Flüssigkeit "gezeichnet", während die einzelnen Schichten während des Prozesses verfestigt werden.

Nach Abschluss des Druckvorgangs wird das Modell mit der Bauplattform aus dem Tank mit flüssigem Kunststoff gehoben und so von überschüssigem Material getrennt. Die Stützstrukturen werden anschließend manuell entfernt.

Materialien

Standardharz

  • Lichtdurchlässig
  • Leicht zu bemalen
  • Sehr glatte, hochwertige Oberfläche
  • Verwendbar für visuelle, nicht-funktionale Modelle

Graues Harz

  • Leicht zu bemalen
  • Mittlere mechanische Festigkeit
  • Sehr glatte, hochwertige Oberfläche
  • Verwendbar für große visuelle, nicht-funktionale Modelle

Mammutharz

  • Leicht zu bemalen
  • Mittlere mechanische Festigkeit
  • Sehr glatte, hochwertige Oberfläche
  • Verwendbar für große visuelle, nicht-funktionale Modelle
  • Kann auch als Master für eine Form verwendet werden

Transparentes Harz

  • Geeignet für (große) Modelle mit einer qualitativ hochwertigen, glatten Oberfläche und einem transparenten Look
  • Ideal geeignet für besonders präzise Modelle und Vorfürmodelle mit eingeschränkter Funktionalität.
  • Die Farbe des Materials ist transparent, jedoch nicht 100% kristallklar.
  • Eingeschränkte Gestaltungsfreiheit auf Grund notwendiger Stützstrukturen

Wissenswertes

Schon gewusst?

  • Stereolithografie leitet sich von den griechischen Wörtern Stereo (fester Körper), Litho (Stein) und Graphein (Schreiben) ab.
  • Stereolithografie ist die älteste 3D-Druck Technologie
  • Im November 1981 veröffentlichte Hideo Kodama vom Nagoya Municipal Industrial Research Institute (Nagoya, Japan) eine wissenschaftliche Arbeit mit dem Titel "Automatic Method for Fabricating a Three-Dimensional Plastic Model with Photo Hardening" (Automatisierte Methode zur Herstellung eines dreidimensionalen Kunststoffmodells durch photochemische Aushärtung). Kodama beschreibt drei grundlegende Methoden zur Herstellung von Kunststoffbauteilen durch das Aushärten von dünnen Schichten eines Photopolymers. Vermutlich  schuf Kodama in seinen Experimenten das erste funktionsfähige additive Fertigungsverfahren der Welt.
Schematische Darstellungen der drei von Hideo Kodama untersuchten Systeme. Schematische Darstellungen der drei von Hideo Kodama untersuchten Systeme.
  • Am 11. März 1986 wurde das Stereolithografieverfahren von Charles (Chuck) W. Hull patentiert. Er prägte zudem den Namen des Verfahrens im U.S. Patent 4,575,330, mit dem Titel "Apparatus for Production of Three-Dimensional Objects by Stereolithography" (Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Objekte durch Stereolithografie). Hull definierte Stereolithografie als das Verfahren, durch das fortlaufende Erzeugen dünner Schichten aus mittels UV-Strahlung aushärtbarem Material durch die beschriebene Vorrichtung, feste Objekte herzustellen.
  • Materialise verwendet dieses Verfahren seit 1990.
Fried Vancraen (unser CEO) in alten Tagen. Fried Vancraen (unser CEO) in alten Tagen.
  • Um Einzelteile mit Abmessungen von mehr als 2 Metern herstellen zu können, hat Materialise eine einzigartige Technologie entwickelt: Mammut-Stereolithografie Die Idee große Komponenten ohne notwendiges Kleben herzustellen, entstand durch die steigende Nachfrage nach sehr schnell verfügbaren und besonders großen Prototypen mit hervorragender Qualität.
Materialise Mammut-Stereolithographie - Photo Credit © Flanders Investment & Trade (FIT) Materialise Mammut-Stereolithographie - Photo Credit © Flanders Investment & Trade (FIT)