2 Hersteller von Stereolithographie-3D-Drucker im Jahr 2024

Was ist ein Stereolithographie-3D-Drucker?

Stereolithographie-3D-Drucker sind 3D-Drucker, die das Lichtmodellierungsverfahren verwenden.

Die Lichtmodellierungsmethode ist eine Methode zur Erstellung dreidimensionaler Strukturen durch Aushärten und schichtweises Auftragen eines Materials, das durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht ausgehärtet wird. Als Material werden flüssige lichthärtende Harze wie Epoxid- oder Acrylharze verwendet.

Das optische Modellierverfahren ist die älteste der derzeit in der Praxis eingesetzten 3D-Druckertechnologien. Es ist das am weitesten verbreitete Ladeformverfahren in der Industrie.

Anwendungen von Stereolithographie-3D-Druckern

Zu den Anwendungen für Stereolithographie-3D-Drucker gehören die Designprüfung und die Herstellung von Urmodellen und Formen.

Aufgrund der hohen Präzision und der glatten Oberfläche von Stereolithographie-3D-Druckern können sie auch für die Herstellung von Endprodukten verwendet werden.

Je nach Verwendungszweck müssen unterschiedliche Druckertypen und Materialien verwendet werden.

Funktionsweise von Stereolithographie-3D-Druckern

Bei der optischen Modellierungsmethode werden die 3D-Daten in den Drucker geladen und die Modellierung erfolgt durch Bestrahlung von flüssigem Harz mit ultraviolettem Licht.

Bei der Modellierung wird das Harz ausgehärtet, indem ein Laser auf einen mit lichthärtender Harzflüssigkeit gefüllten Tank gerichtet wird, um die erste Schicht zu erzeugen. Anschließend wird das Harz eine Ebene über der ausgehärteten Schichtoberfläche abgesenkt und die nächste Schicht auf die gleiche Weise ausgehärtet. Dieser Vorgang wird immer wieder wiederholt, um das Laminat herzustellen.

Wenn die Schichtdicke dünn eingestellt ist, lässt sich ein äußerst präzises Modellieren erreichen, und wenn sie dick eingestellt ist, ist ein schnelles und effizientes Modellieren möglich.

Arten von Stereolithographie-3D-Druckern

Es gibt mehrere Arten von Stereolithographie-3D-Druckern.

Im Folgenden werden die typischen Modellierungsmethoden beschrieben.

1. Klassifizierung von Stereolithographie-3D-Druckern nach der Richtung, in der die Modellierung erfolgt

Stereolithographie-3D-Drucker werden nach der Richtung, in der die Modellierung erfolgt, in die folgenden zwei Kategorien eingeteilt.

• Methode der freien Oberfläche
  Das zu modellierende Objekt wird von oben beleuchtet, und die Modellierung wird durch Aufschichten der gehärteten Schichten vorangetrieben.
• Hängende Methode
  Die Modellierung erfolgt durch Aufhängen des Objekts und Bestrahlung mit Licht von unten.

2. Klassifizierung von Stereolithographie-3D-Druckern nach der Art der Lichtemission

3D-Drucker lassen sich je nach Art der Lichteinstrahlung in verschiedene Typen einteilen. Die folgenden drei sind typische Beispiele:

• Laser-Scanning-Verfahren
  Bei dieser Methode wird ein laserpointerähnliches Licht verwendet, um Linien zu zeichnen.
• Projektor-Methode
  Bei dieser Methode wird ein Projektor verwendet, um Licht in einer Ebene auszustrahlen; eine Lichtschicht wird mit einer einzigen Bestrahlung erzeugt.
• Flüssigkristall-Panel-Methode
  Wie bei der Projektormethode wird das Licht von einer Oberfläche abgestrahlt. Bei der Flüssigkristall-Panel-Methode wird anstelle eines Projektors eine Flüssigkristallanzeige verwendet, um das Licht auszustrahlen.

Weitere Informationen zu Stereolithographie-3D-Druckern

1. Merkmale von Stereolithographie-3D-Druckern

Stereolithographie-3D-Drucker haben die folgenden Vor- und Nachteile.

• Vorteile
  Es ist eine hochpräzise Modellierung möglich, und die Oberfläche des modellierten Objekts ist glatt. Außerdem kann die Modellierung in relativ kurzer Zeit durchgeführt werden.
• Nachteile
  Ausrüstung und Harz sind teuer, und auch die Nachbearbeitung ist erforderlich, sodass die Kosten hoch sind.

Das verwendete Material, das lichthärtende Harz, hat seine eigenen Eigenschaften und wird je nach Verwendungszweck eingesetzt. Epoxidharze haben beispielsweise eine geringe Sonnenlichtbeständigkeit und Acrylharze sind zerbrechlich, sodass sie sich nicht für Anwendungen eignen, bei denen starke Kräfte wirken oder eine lange Lebensdauer erforderlich ist.

2. Der Prozess der Modellierung mit einem Stereolithographie-3D-Drucker

Die Modellierung mit einem Stereolithographie-3D-Drucker erfolgt in der folgenden Reihenfolge: Erstellung und Konvertierung der 3D-Daten, Modellierung und Nachbearbeitung.

1. Erstellung und Konvertierung von 3D-Daten
   Die 3D-Daten des geformten Objekts werden mit 3D-CAD oder einem 3D-Scanner erstellt. Diese Daten werden in STL-Daten und Werkzeugwegdaten konvertiert, die mit dem zu verwendenden 3D-Drucker kompatibel sind, und dann in den 3D-Drucker geladen.
2. Modellierung
   Die 3D-Modellierung wird mit einem Stereolithographie-3D-Drucker durchgeführt.
3. Nachbearbeitung
   Da unmittelbar nach dem Gießen unausgehärtetes Harz auf der Oberfläche des geformten Objekts verbleibt, wird diese mit Alkohol oder ähnlichen Je nach verwendetem Harz kann zur Erhöhung der Festigkeit ein so genannter Nachhärtungsprozess durchgeführt werden. Nach diesen Prozessen wird das Trägermaterial, das das geformte Objekt vor Verformung schützen soll, entfernt.

3. Datenverarbeitung bei der Modellierung mit einem optischen Stereolithographie-3D-Drucker

Um mit einem Stereolithographie-3D-Drucker modellieren zu können, müssen drei Arten von Daten verarbeitet werden: 3D-Daten, STL-Daten und Werkzeugwegdaten.

• 3D-Daten
  3D-Daten können mit 3D-CAD und 3D-Scannern usw. erstellt werden. 3D-CAD erstellt 3D-Daten, indem das zu modellierende Objekt am Computer entworfen wird. 3D-Scanner erfassen 3D-Daten, indem sie Objekte in unserer Umgebung scannen. Neuerdings gibt es auch Systeme, die ein einfaches Scannen mit Smartphones und anderen Geräten ermöglichen.
• STL-Daten
  STL-Daten sind Daten, die 3D-Daten als eine Sammlung von Dreiecken darstellen und Informationen wie die Koordinaten und Normalenvektoren der Scheitelpunkte der Dreiecke enthalten. Viele 3D-CAD-Softwareprogramme ermöglichen die Ausgabe als STL-Daten. Bei der Erstellung von STL-Daten muss das Modell überprüft und korrigiert werden, um sicherzustellen, dass es nicht so kaputt ist, dass es nicht realistisch modelliert werden kann.
• Werkzeugwegdaten
  Werkzeugwegdaten sind Informationen darüber, wie der 3D-Drucker tatsächlich arbeitet, um das 3D-Modell zu produzieren. Die entsprechenden Werkzeugbahndaten unterscheiden sich je nach verwendetem 3D-Drucker. Der 3D-Drucker kann mit den Werkzeugbahndaten geladen werden, um die Modellierung zu ermöglichen.