SLA 3D-Druck: Ist das noch Prototyping?
Im Prototypenbau werden viele verschiedene Methoden eingesetzt, darunter auch die Stereolithografie (SLA). Eingeordnet wird dieses Verfahren in den 3D-Druck. Werkstücke aus hochfestem Kunststoff können bis auf 25 µm (0,025 mm) genau gedruckt werden.
Ähnlich wie beim FDM 3D-Druck entsteht das Bauteil auch beim SLA 3D-Druck schichtweise. Hier hören die Gemeinsamkeiten jedoch auch schon wieder auf. Beim SLA 3D-Druck ist das Rohmaterial ein flüssiger Kunststoff (meist Kunstharz), der bei starker Lichteinwirkung fest wird. Deswegen wird dieser Stoff Photopolymer genannt. In einem Bad aus diesem Photopolymer wird eine Platte getränkt. Ein UV-Laser wird anschließend mit sehr hoher Präzision auf eine Stelle an der Platte gelenkt. Hier wird der Photopolymer hart und das Bauteil beginnt sich zu formen.
Im MakerSpace ist ein SLA-Drucker mit dem Namen „Form 3“ des Herstellers FormLabs in Betrieb. Dieser Drucker ist ein sogenannter „Bottom-Up Drucker“. Das bedeutet, das Werkstück entsteht an der Unterseite der Platte und dieses wird nach und nach aus dem Bad herausgezogen.
Extrem hohe Qualität, aber auch höhere Kosten
Vorteile gegenüber eines FDM 3D-Druckers sind eine höhere Temperaturbeständigkeit der Bauteile. Das liegt daran, dass keine Thermoplaste – also Stoffe, die bei hohen Temperaturen schmelzen – zum Einsatz kommen. Hinzu kommen eine höhere Festigkeit und Genauigkeit der Bauteile aus einem SLA 3D-Drucker. Die Bauteile haben eine so hohe Qualität, dass gerne die Frage gestellt wird, ob es sich überhaupt noch um Prototypen handelt.
Leider sind die Kosten für einen SLA 3D-Drucker und die Materialkosten für jedes Bauteil aus einem SLA 3D-Drucker höher. Ein weiterer Nachteil des SLA Verfahrens ist, das jedes Werkstück nachbearbeitet werden muss. Da das Bauteil aus einem Bad aus flüssigem Material kommt, bleiben Überreste des flüssigen Druckmaterials am Werkstück hängen. Diese werden im ersten Schritt entfernt. Dabei kommt ein Alkoholbad aus Isopropanol zum Einsatz. Anschließend wird das gesäuberte Bauteil in eine Heizkammer gestellt. Neben einer Temperatur von rund 80° Celsius wird das Bauteil mit einer UV-LED bestrahlt. Dabei soll das Bauteil weiter aushärten und besser Materialeigenschaften erhalten.
Auf der Website des MakerSpace befinden sich weitere Informationen zu diesem und anderen Geräten. Falls Du weitere Fragen hast, melde Dich gerne bei dem Team des MakerSpace: www.th-koeln.de/makerspace
Henry Kröger, Studentische Hilfskraft im StartUpLab@THKöln
Oktober 2021