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    als nur 3D Druck?


    CAD Konstruktion

    in SolidWorks - erledigen wir auch.

SLA
Laser Stereolithografie Dienstleister

Im Unterschied zum selektiven Lasersintern härtet der Laser bei diesem Verfahren ein in Schichten aufgetragenes Kunstharz. Das Harz steht in verschiedenen Farben und mit unterschiedlichen Eigenschaften zur Verfügung. Dieser hochpräzise 3d-Drucker ist vielfältig einsetzbar. So lässt sich die Wandstärke auf der Z-Achse zwischen 0,025 und 0,1mm regulieren.

Auch für dieses Verfahren ist eine Stützstruktur erforderlich, die nach der Fertigstellung jedoch leicht zu entfernen ist. Generell ist der Druck mit diesem Verfahren präzise, vielfältig und kostengünstig, allerdings ist die Größe der Werkstücke begrenzt.

Hervorgehoben werden muss die Schnelligkeit des Verfahrens, von der Anfrage des Kunden bis zum Versand reicht oftmals ein Tag aus.

form_2

Bei uns kommt als Maschine die Form2 von der Firma Formlabs zum Einsatz. Ihr Bauraum beträgt 140 x 140 x 175mm (Länge x Breite x Höhe).

Dieses einfache und vielfach bewährte Verfahren eignet sich besonders für den schnellen Bedarf an günstigen aber hochpräzisen Werkstücken, die keiner extrem hohen Belastung ausgesetzt werden müssen. Durch seine Vielfältigkeit findet es ein breites Einsatzgebiet.

Das Verfahren ist ausgezeichnet geeignet für

  • Die Produktentwicklung vom Funktionsmuster bis zur Serienfertigung u.a. für
  • mechanische Funktionsmuster, exakte Versuchsteile,
  • hochpräzise Montageschablonen und Einstelllehren,
  • Plastikgehäuse.

3D Druck Produkte aus der Form2

Laser Stereolithografie zusammengefasst

Vorteile

  1. Hohe optische Wertigkeit auch in Kreisläufen bei äußerst geringen Wandstärken.
  2. Sehr schnell von der Bestellung bis zur Lieferung.
  3. Hoher Detaillierungsgrad mit zufriedenstellender Maßhaltigkeit.
  4. Kostengünstig.
  5. Zufriedenstellende Festigkeit (jedoch geringer als bei Polyamid, PA).

Nachteile

  1. Größe der Werkstücke ist begrenzt.
  2. Nachbearbeitung der Stützstruktur immer notwendig.

SLA – Laser Stereolithographie

Obwohl die schon 1984 vom Physiker Chuck Hall erfundene Technologie der Laser Stereolithografie (SLA) die älteste Rapid Prototyping Technologie ist, halten sie doch viele Kunden und Anwender auch im Jahre 2017 für die eleganteste. Das liegt sicherlich an der ungeheuren Genauigkeit und der beeindruckenden Detailschärfe, mit der mit dieser Technik Prototypen und Modelle gedruckt werden können. Nachdem Chuck seine Erfindung patentiert hatte, gründete er kurz darauf die 3D Systems, ein heute international operierendes Unternehmen. Trotz der beeindruckenden Leistungen der Firma 3D Systems haben wir uns für die Herstellung von Prototypen mit der Laser Stereolithografie für die „Form 2“ entschieden. Diese Maschine gilt als die modernste unter den Desktop Laserdruckern auf dem Markt. In unserem Druckservice für Rapid Prototyping bauen wir mit ihr Modelle für Sie, die Sie erstaunen werden. Wenn ihr Bauraum in der Größe auch begrenzt ist, so können wir dennoch jeden Kunden mit den Ergebnissen dieses Druckers überzeugen. Eine Wandstärke von nur 25 Mikrometern mit dafür relativ großer Stabilität erlaubt die Verwirklichung mancher Träume und Fantasien, die für den Laien kaum vorstellbar sind. Auch geht die Produktion Ihrer Prototypen sehr zügig voran. Nach der Bestellung und der Einsendung Ihrer CAD Daten kann unser Service das fertige Modell häufig bereits am nächsten Tag verschicken. Die Stereolithografie eignet sich im Besonderen für die Herstellung von Prototypen, die als Anschauungsmaterial oder zum Testen komplexer Funktionsvorgänge verwendet werden. Die fertigen Modelle und Prototypen aus Kunststoff werden nach bestandener Funktionsprüfung häufig direkt zur Serienproduktion in der Feingießerei weitergeleitet. In der Medizin, der Zahnmedizin aber auch im Automobilbau findet das Verfahren aus dem Rapid Prototyping breite Anwendung. Einige Beispiele für die Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens haben wir hier für Sie aufgelistet:

  • Mit Daten aus Kernspintomographen, Ultraschalluntersuchungen und Röntgendurchleuchtungen werden Modelle berechnet, die dann probeweise mit der Stereolithografie im Drucker realisiert werden. Diese werden dann als Grundlage für die spätere Herstellung von Implantaten, Organteilen oder auch Formteilen für die plastische Chirurgie verwendet.
  • In der Automobilindustrie werden mit SLA regelmäßig Urmodelle mit hoher geometrischer Komplexität hergestellt, die dann in Bezug auf Funktionen, Dimensionen und Montagemöglichkeiten dieser Entwicklung getestet werden. Die spätere Serienherstellung erfolgt dann zum Beispiel über den Vakuumguss.
  • In der Architektur, der Kunst, aber auch beim Marketing für die unterschiedlichsten Branchen macht man sich verschiedene Eigenschaften der SLA zunutze, die über die beschriebenen noch hinausgehen. So können einzelne Bauteile relativ einfach verklebt werden und so zu höchst anschaulichen Großmodellen weiterverarbeitet werden, die tiefe Einblicke in die Eigenschaften der tatsächlichen Konstruktion und Bauweise ermöglichen. Hierbei kann die Transparenz einige der SLA-Materialien gute Dienste leisten.

Die Materialien für die SLA Stereolithografie

Je nach Anspruch und Verwendungszweck kommt beim 3D Druck mit der Stereolithografie eine breite Palette von Kunstharzen zum Einsatz. Diese Kunstharze verfügen über ähnliche Eigenschaften wie die im Kunststoff-Spritzguss verwendeten Materialien. Sie verhalten sich ähnlich wie zum Beispiel der Kunststoff Polypropylen, sie sind flexibel, relativ belastbar und weisen eine beachtliche Hitzebeständigkeit auf. Die Methodik des Verfahrens verlangt den Einsatz von Photopolymeren. Polymere sind Molekülverbindungen, die die Grundlage jedes Kunststoffs bilden. Sie kommen jedoch zum Beispiel als Proteine auch in der Natur vor und bilden hier die wichtigsten Bausteine organischen Lebens. Viele Makromoleküle verketten sich zu langen Reihen, die einer bestimmten Struktur folgen. Als Photopolymere bezeichnet man jene Arten der Polymere, die unter Lichteinwirkung ihre Struktur verändern, also zum Beispiel aus einem flüssigen Zustand in eine feste Form übergehen. Dieses Material-Prinzip nutzt die Laser Stereolithografie. Unter der Lichtbestrahlung durch den Laser verändert sich die Struktur der Materialien und bildet feste Formen aus. Durch die Feinheit des Laserstrahls können dementsprechend die feinen Schicht- und Wandstärken in den Prototypen entstehen, die dieses Verfahren auszeichnet. In der Forschungsarbeit der chemischen Industrie wurden viele verschiedene Photopolymere entdeckt bzw. entwickelt. Dabei sind es die Kunstharze auf Expoxid- oder Acrylbasis, die die für dieses Verfahren am besten geeigneten Fähigkeiten mitbringen. Die Farbgebung der Materialien reicht von transparent, über weiß und grau bis hinein ins Rötliche oder Grünliche. Die Wahl des für Sie und Ihren Prototypen am besten geeigneten Kunstharzes nehmen wir am besten in unserem Beratungs-Service vor. Hier eine kleine Auswahl an unterschiedlichen Ausprägungen von Eigenschaften und Fähigkeiten, die unsere verschiedenen Kunstharze für Sie mitbringen.

  • Hohe Thermostabilität
  • Biokompatibilität z.B. für die Dentalmedizin
  • Elastische bis spröde Oberflächeneigenschaften
  • Höchste Detailgenauigkeit
  • Ausbrennbarkeit z.B. für die Erstellung verlorener Formen
  • Mechanisch hohe Belastbarkeit (auf Kosten feinster Detaildarstellung)

Die Standard-Materialien sind trotz ihrer Fähigkeiten relativ kostengünstig im Einkauf. Trotz des immer benötigten Stützmaterials kann man dieses Verfahren zu den wirklich preiswerten im Rapid Prototyping zählen.

Der Ablauf des SLA Prozesses in unserem Druckservice

Nach Zusendung Ihrer CAD Daten oder der Konstruktion Ihres Modells oder Prototypen durch unseren CAD-Service erstellt unsere Software ein Schichtmodell mit den üblichen Schichtstärken für den Material-Aufbau zwischen 25 und 100 Mikrometern. Dazu wird eine Umwandlung der Daten in das STL-Datenformat vorgenommen. Gleichzeitig wird auch die benötigte Stützkonstruktion mitberechnet. Als nächstes wird der Bauraum der Form 2 mit dem Material, also dem flüssigen Kunstharz gefüllt, das wir gemeinsam für Ihr Modell ausgewählt haben. Der Bauraum hat die Maße 140 x 140 x 175mm, womit auch die maximale Größe der einzelnen Bauteile bestimmt ist. Anfänglich befindet sich die Bauplattform fast ganz oben an der Oberfläche der Flüssigkeit. Ein Laser, der von der Software über bewegliche Spiegel gesteuert wird, fährt die unterste Kontur-Schicht des Modells ab und verhärtet durch den Lichtbeschuss eine Lage des Kunstharzes. Danach senkt sich die Bauplattform um einige Millimeter, um danach wieder auf die exakte Höhe der nächsten Schicht angehoben zu werden. In der Zwischenzeit hat ein Wischer wieder ein Quantum flüssiges Kunstharz über die erste Modellschicht gespült und der nächste Laser-Durchlauf startet. Gleichzeit wird die für die meisten Modelle benötigte Stützkonstruktion mit verfestigt. Ohne sie würde die überhängenden Bauteile keine Stabilität finden, sondern im Bauraum davontreiben. Der Laser verfestigt nun das benötigte Material Schicht für Schicht. Wenn das Modell im SLA Drucker die letzte Schicht beendet hat, wird das Modell aus dem Drucker herausgefahren und die nicht verhärtete Kunstharzflüssigkeit kann abtropfen. Danach wird es aus der Form 2 entnommen und die Nachbearbeitung beginnt. Nach gründlicher Reinigung mit Lösungsmitteln wird zunächst die Stützkonstruktion beseitigt. Je nach Filigranität des jeweiligen Modells oder Prototypen kann sich dieser Vorgang etwas aufwändiger gestalten. An besonders verwinkelten Stellen oder im Inneren des Modells ist hier Feinarbeit angesagt. Auch die Verbindungsstellen zwischen Modellkörper und Stützkonstruktion wollen gut geglättet und geschliffen werden. Doch bevor dies geschehen kann, kommt das Modell erst einmal in den UV-Lichtschrank, in dem für das Material die endgültige Aushärtung erfolgt. Nach Fertigstellung können weitere Nachbearbeitungsschritte erfolgen, die Sie bitte mit unserem Service absprechen. Dazu kann ein Schliff gehören oder eine spezielle Lackierung. Solche Nachbearbeitungsprozesse nehmen natürlich eine gewisse Zeit in Anspruch. Letztendlich wird der fertige Kunststoff-Prototyp bruchsicher verpackt und gelangt über den Postweg zu Ihnen.

Unser Service für Sie als Laser Stereolithografie Dienstleister

Haben wir Sie für die Stereolithografie begeistern können? Zumindest haben Sie jetzt eine klare Vorstellung davon, wie das Verfahren aus dem Rapid Prototyping funktioniert, welche Materialien zum Einsatz kommen und welche Ansprüche Sie an die fertigen Prototypen stellen können. Im Rapid Prototyping wird der Stereolithografie noch eine große Zukunft vorhergesagt. In sehr großen Druckmaschinen sollen demnächst ganze Bauserien mit komplexen Bauteilen realisiert werden, die gute Aussichten haben, den Fertigungsprozess in einigen Industrien zu revolutionieren.

Über den Ablauf unseres Fertigungsprozesses haben wir Sie ja bereits informiert. Bleibt die Frage, ob die Stereolithografie tatsächlich das beste Verfahren aus dem Rapid Prototyping für Ihre Ideen bzw. Ihren Bedarf ist. Möglicherweise wollen Sie sich auch noch über die anderen Verfahren hier auf der Website wie das FDM mit ABS-Faden oder das SLS Lasersintern informieren? Ihre passende Lösung finden wir am besten in einem gemeinsamen Gespräch am Telefon oder notfalls auch über einen Email Kontakt heraus. Bei 3D Druck24 dürfen Sie den besten Service erwarten, da wir gern persönlich auf Sie eingehen und Ihnen eine ausführliche Beratung zukommen lassen. Bei unserem Kontakt bzw. Gespräch stellt unser Service Ihnen genau die Fragen, die es braucht, um eine genau auf Ihre Ansprüche zugeschnittene Entscheidung für Material und Maschine zu treffen. Dabei wird es uns immer um ein genau ausgewogenes Verhältnis zwischen der Leistungsfähigkeit Ihres Bauteils und der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und der eingesetzten Materialien gehen. Wenn Sie dagegen schon über alle Informationen verfügen und bereits einige Erfahrungen mit dem 3D Druck generell und der Stereolithografie im Besonderen gesammelt haben, lässt sich der ganze Prozess natürlich stark verkürzen. Benutzen Sie einfach unser Kontakt-Formular und tragen Sie alle benötigten Angaben ein. Dazu gehören das Material, die gewünschte Maschine und anderes mehr. Dabei laden Sie Ihre CAD Dateien für das Rapid Prototyping gleich mit hoch. Falls Sie nicht über die Daten verfügen, schicken Sie uns Ihre Modellangaben oder Ihre 2D-Risszeichnung. Wir übernehmen dann gerne für Sie die Konstruktion. Das ist sicher der schnellste Weg, um an Ihr neues Modell oder Ihren Prototypen zu gelangen.

Wir freuen uns jedenfalls auf den Kontakt mit Ihnen und bedanken uns für Ihren Auftrag.

3D Druck24 – Ihr Dienstleister für Rapid Prototyping mit dem besten Service.