Stereolithografie (SLA)

Ein lichtaushärtender Kunststoff (Photopolymer), zum Beispiel Epoxidharz, wird von einem Laser in dünnen Schichten (Standardschichtstärke im Bereich 0,05-0,25 mm, bei Mikrostereolithografie auch bis zu 1-Mikrometerschichten) ausgehärtet. Die Prozedur geschieht in einem Bad, welches mit den Basismonomeren des lichtempfindlichen (photosensitiven) Kunststoffes gefüllt ist. Nach jedem Schritt wird das Werkstück einige Millimeter in die Flüssigkeit abgesenkt und auf eine Position zurückgefahren, die um den Betrag einer Schichtstärke unter der vorherigen liegt.

Der flüssige Kunststoff über dem Teil wird dann durch einen Wischer gleichmäßig verteilt. Dann fährt ein Laser, der von einem Computer über bewegliche Spiegel gesteuert wird, auf der neuen Schicht über die Flächen, die ausgehärtet werden sollen. Nach dem Aushärten erfolgt der nächste Schritt, so dass nach und nach ein dreidimensionales Modell entsteht. Bei der Mikrostereolithografie werden keine Stützstrukturen benötigt, in vielen Fällen entfällt ebenfalls die Nachhärtung. Bei Stereolithografieverfahren für große Bauteile ist dies anders, da das vom Laser gehärtete Harz noch relativ weich ist und auch bestimmte Formelemente (z. B. Überhänge) während des Bauprozesses sicher zu fixieren sind. Dazu werden bei der Herstellung auch Stützstrukturen mitgebaut.

Nach dem Bauprozess wird die Plattform mit dem/den Teil(en) aus dem Behälter herausgefahren. Nach dem Abtropfen des nicht gehärteten Harzes wird das Modell von der Plattform entfernt, von den Stützstrukturen befreit, mit Lösungsmitteln gewaschen und in einem Schrank unter UV-Licht vollständig ausgehärtet. Ein weiteres Verfahren, welches ebenfalls die Photopolymerisation zur Herstellung von physischen Objekten nutzt, ist das „Solid Ground Curing“ (SGC).

Dabei wird jede Schicht durch UV-Licht ausgehärtet, wobei für jede Schicht eine Lichtmaske in einem Photoplotter ausgedruckt werden muss. Das Stereolithografie-Verfahren ist in der Produktentwicklung bei der Erstellung von Prototypen (Konzept-, Geometrie-, Anschauungs-, Funktionsmodelle) im Maschinenbau, insbesondere im Automobilbau und in der Medizin verbreitet. Ein zunehmender Trend wird in den nächsten Jahren bei der direkten Herstellung von Endprodukten mit Hilfe von Stereolithografie-Anlagen erwartet („Rapid Manufacturing“). Ein Anwendungsbeispiel, das hierbei im täglichen Leben bereits eine Rolle spielt, ist die Herstellung von individuellen Gehäusen für Hörgeräte mit Hilfe der Stereolithografie.