Technologie mit Historie
Vergangenheit – die Entstehungsgeschichte der Stereolithographie
Stereolithographie (SLA) ist das älteste 3D-Druck-Verfahren. Eine erste Version der Technologie zum schichtweisen Aufbau eines Festkörpers aus Kunststoff veröffentlichte der Japaner Hideo Kodama bereits 1981. Als Erfinder des 3D-Drucks gilt heute aber der Amerikaner Charles „Chuck“ Hull, der seine Methode 1984 zum Patent anmeldete. Mit dem von ihm entwickelten Stereolithographie-Verfahren konnten erstmals dreidimensionale Kunststoff-Prototypen direkt aus computerbasierten Daten (CAD) hergestellt werden. Als „Nebenprodukt“ entstand im selben Prozess das STL-Dateiformat, welches sich in der additiven Fertigung als Standard etabliert hat, der bis heute besteht. Hull war ebenfalls einer der Gründer des ersten 3D-Druck-Unternehmens, 3D Systems, welches den ersten kommerziellen 3D-Drucker entwickelte.
Gegenwart – wirtschaftlicher und schneller Prototypenbau
Bis heute ist die Stereolithographie das 3D-Druck-Verfahren, mit dem Bauteile in der höchsten Präzision gefertigt werden können. SLA wird mittlerweile zwar für die Kleinserienfertigung (Rapid Manufacturing) und für die Herstellung individueller Bauteile eingesetzt, jedoch bildet das Rapid Prototyping noch immer die Kernanwendung der Technologie. Aufgrund seiner Schnelligkeit und der unkomplizierten Fertigung ohne Nachbearbeitung lassen sich bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung erste Prototypen wirtschaftlich herstellen.
Stereolithographie gilt als eines der schnellsten 3D-Druck-Verfahren. Trotzdem ist bei Produktionszeiten, die einige Stunden bis mehrere Tage für ein einzelnes Bauteil betragen können, durchaus Potenzial für Verbesserungen vorhanden. So sollen neuartige SLA-basierte Drucker mithilfe einer kombinierten Zufuhr von Sauerstoff und UV-Strahlung dazu beitragen, Unterbrechungen in der Herstellung eines 3D-Objekts zu vermeiden, und stattdessen eine kontinuierliche Verarbeitung des Baustoffs bei gleichbleibend hoher Präzision ermöglichen. Bisher müssen SLA-Drucker zwischen zwei gedruckten Schichten pausieren, damit kein zusätzliches Material erhärtet wird. Durch eine sogenannte „Dead Zone“ wird eine weitere, ungewollte Aushärtung des Harzes verhindert, sodass der Bestrahlungsprozess ununterbrochen fortgesetzt werden kann. Durch die Einsparung der Unterbrechungszeiten sollen Bauteile bis zu 100 Mal schneller fertiggestellt werden, als im herkömmlichen Stereolithographie-Verfahren. Beispiele für erfolgreiche Entwicklungen in diesem Bereich stammen von Carbon3D (CLIP-Verfahren) und NewPro3D (ILI™-Technologie).