Was ist Stereolithografie (MSLA)?

Stereolithografie (abgekürzt SL oder SLA(zusammengesetzt aus den Worten Stereo, nach dem altgriechischστερεόςstereos, deutsch ‚hart, fest, körperlich‘, auch im Sinne von ‚räumlich‘ und Lithografie, der Drucktechnik nach dem λίθοςlithos ‚Stein‘ und γράφεινgraphein ‚schreiben‘) ist das älteste patentierte additive Fertigungsverfahren, bei dem ein Werkstück durch frei im Raum materialisierende (Raster-)Punkte schichtenweise aufgebaut wird. Die Fertigung eines Teils oder mehrerer Teile gleichzeitig erfolgt üblicherweise vollautomatisch aus am Computer erstellten CAD-Daten.Ein lichtaushärtender Kunststoff (Photopolymer), zum Beispiel Acryl-, Epoxid- oder Vinylesterharz, wird von einem Laser in dünnen Schichten (Standardschichtstärke im Bereich 0,05–0,25 mm, bei Mikrostereolithografie auch bis zu 1-Mikrometerschichten) ausgehärtet. Die Prozedur geschieht in einem Bad, das mit den Basismonomeren des lichtempfindlichen (photosensitiven) Kunststoffes gefüllt ist. Nach jedem Schritt wird das Werkstück einige Millimeter in die Flüssigkeit abgesenkt und auf eine Position zurückgefahren, die um den Betrag einer Schichtstärke unter der vorherigen liegt. Der flüssige Kunststoff über dem Teil wird dann durch einen Wischer, bzw. Rakel, gleichmäßig verteilt. Dann fährt ein Laser, der von einem Computer über bewegliche Spiegel gesteuert wird, auf der neuen Schicht über die Flächen, die ausgehärtet werden sollen. Nach dem Aushärten erfolgt der nächste Schritt, sodass nach und nach ein dreidimensionales Modell entsteht.

Bei der Mikrostereolithografie werden keine Stützstrukturen benötigt, in vielen Fällen entfällt ebenfalls die Nachhärtung. Bei Stereolithografieverfahren für große Bauteile ist dies anders, da das vom Laser gehärtete Harz noch relativ weich ist und auch bestimmte Formelemente (z. B. Überhänge) während des Bauprozesses sicher zu fixieren sind. Dazu werden bei der Herstellung auch Stützstrukturen mitgebaut. Nach dem Bauprozess wird die Plattform mit dem/den Teil(en) aus dem Behälter herausgefahren. Nach dem Abtropfen des nicht gehärteten Harzes wird das Modell von der Plattform entfernt, von den Stützstrukturen befreit, mit Lösungsmitteln gewaschen und in einem Schrank unter UV-Licht vollständig ausgehärtet.

Ein weiteres Verfahren, das ebenfalls die Photopolymerisation zur Herstellung von physischen Objekten nutzt, ist das „Solid Ground Curing“ (SGC). Dabei wird jede Schicht durch UV-Licht ausgehärtet, wobei für jede Schicht eine Lichtmaske in einem Laserdrucker auf eine Glasscheibe ausgedruckt werden muss. Der Toner wird dabei jedoch nicht verbacken. Dieses Verfahren, das besonders in den Anlagen der Firma Cubital (Israel) genutzt wurde, hat jedoch in den letzten Jahren sehr stark an Bedeutung verloren.