¶ Stereolithografie (SLA)
Synonyme: UV-Stereolithografie, Polymerdrucken, Laser-Stereolithografie
Kategorie: Wannenbasierte Photopolymerisation
Kurzbeschreibung: Lichtempfindliches flüssiges Baumaterial, das sich in einer Wanne befindet, wird schichtweise durch flächige Belichtung mit einem Projektor ausgehärtet.
Markteinführung: 1987
Aufbau und Elemente einer Stereolithografie-Anlage:
Quelle: M. Schmauder, K. Höhn, I.-L. Hilgers, B. Meyer, S. Schreiber (2019): 3-D-Druck: Praxisgrundlagen zu Produktsicherheit und Rechtsrahmen. korrigierte, 2 . Auflage. Dortmund: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin. Seite 19.
¶ Verfahren
"– Zu Beginn der Fertigung befindet sich die Bauplattform genau eine Schichtdicke unterhalb der Oberfläche des flüssigen Photopolymers.
– Zum Aushärten des Materials wird der Laserstrahl entlang der x- und y-Achse über ein Scanner-Spiegel-System bewegt. Entsprechend der CAD-Datei wird der Bauteilquerschnitt mit dem Laserstrahl abgefahren und das flüssige Photopolymer dadurch augenblicklich ausgehärtet.
– Anschließend wird die Bauplattform mit dem teilfertigen Bauteil um eine Schicht in das Harzbad abgesenkt. Das flüssige Material oberhalb des Bauteils wird entsprechend der vorgegebenen Schichtdicke genau ausgeglichen.
– Der Laserstrahl härtet die nächste Materialschicht aus. Sie wird dadurch mit der darunterliegenden Schicht verbunden.
– Das so entstehende Bauteil benötigt Stützstrukturen, da beim Drucken im flüssigen Material Überhänge verloren gehen würden. Die Stützstrukturen werden aus dem gleichen Material wie das Bauteil hergestellt und müssen nach der Fertigung entfernt werden."
Anmerkung: gerade 1:1 aus Quelle s.u. entnommen alles! / ergänzen / verständlicher schreiben - BAuA (2019: 10)
¶ Drucker
Maschinentypen:
– Desktop-3D-Drucker
– Professional-3D-Drucker
– Production-3D-Drucker
– Industrial-3D-Drucker
Anmerkung: Abgleichen / ergänzen - was sind hier die Unterschiede/ Besonderheiten? In welche "Kategorie gehören die Drucker im Lab?
¶ Werkstoffe
Flüssiges Photopolymer, das mit weiteren Materialien angereichert werden kann:
– Epoxidharz
– Acrylharz
– Vinylharz
Anmerkung: was sind das für "Hochleistungskunststoffe?"
¶ Anwendung
– Rapid Prototyping:
- Modelle mit feinen Details und hoher Genauigkeit,
- Passform-Modelle und
- Funktions -Prototypen
– Rapid Tooling
– Rapid Manufacturing
Anmerkung: Abgleichen / ergänzen mit weiterem Quellenmaterial - Begriffe erklären
¶ Beispiele aus der Anwendung
– Bio-Manufacturing: chirurgische Modelle, Elemente für Hörgeräte, Zahntechnik
– Modelle für die Schmuckindustrie
– Urmodelle für nachfolgende Prozesse
– Design- und Anschauungsmodelle
Anmerkung: Abgleichen / ergänzen mit weiteren Beispielen - Fokus ist ja auch Repair Culture - hier vielleicht noch Punkte bringen, zusätzliche Infos
¶ Nachbearbeitung
– Eine Reinigung mit Lösungsmitteln, z. B. Isopropanol oder Aceton, ist erforderlich.
– Nach der Fertigung härtet das Photopolymer im UV-Ofen vollständig aus
.– Die Stützstrukturen müssen mechanisch entfernt werden, z. B. mit einem Seitenschneider. Abhängig von der Komplexität des Bauteils geschieht dies vor oder nach der Aushärtung im UV-Ofen.
– Eine mechanische Nacharbeit, z. B. Sandstrahlen, kann die Qualität der Oberfläche verbessern. Eine Beschichtung des Bauteils ist ebenfalls möglich.
Anmerkung: Abgleichen / ergänzen mit weiterem Quellenmaterial
¶ Mögliche Gefährdungen
– UV-Strahlung, Laserstrahlung – bewegte Maschinenteile
– Hautkontakt mit Gefahrstoffen, z. B. Acrylharz, beim Umgang mit dem Baumaterial, dem gefertigten Bauteil und bei der Reinigung des Druckers oder Bauraums
– Einatmen von Gefahrstoffen: Emissionen der Acrylharze beim Drucken
– Umgang mit Lösungs- und Reinigungsmitteln
– scharfe Kanten, wenn Stützstrukturen entfernt werden
Anmerkung: Abgleichen / ergänzen mit weiterem Quellenmaterial - siehe Wiki - Arbeitsschutz 3D Druck
¶ SLA Drucker im Make Lab
- Gerät: XYZprinting Nobel 1.0 A
- Bauraum maximal 128 x 128 x 200 mm
- Manual: Nobel Manual
Quelle: BAuA (2019): Produktsicherheit beim 3-D-Druck. Tipps für private Verwenderinnen und Verwender. 1. Auflage. Dortmund: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin.
ISBN: 978-3-88261-251-6, DOI: 10.21934/baua:praxis20190102
Online abrufbar unter: https://www.baua.de/DE/Angebote/Publikationen/Praxis/3-D-Druck.pdf?__blob=publicationFile&v=1 (aufgerufen: 07.12.2023)