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Der Begriff Stereolithographie bezeichnet ein Urformverfahren für die direkte Herstellung von KStoff- Formteilen anhand von CAD- Geometriedaten. Die Stereolithographie eignet sich insbesondere für die automatisierte Erzeugung von Mustern und Prototypen für die unmittelbare Verwendung als Anschauungsobjekt oder als Urmodell für die Anwendung von Folgetechniken.
Der Entwicklungsstand von drei sehr unterschiedlichen Technologien, der computer- unterstützten Konstruktion (CAD), der Lasertechnik und der Photopolymerisation eröffnete diese neue Fertigungstechnik. Die Stereolithographie bietet seit einigen Jahren die Möglichkeit, Prototypen schnell und vergleichsweise preiswert herzustellen.
Da bestimmte reaktive Monomere durch aktivierte Lichtreaktionen polymerisieren, kann man geeignete flüssige Photopolymere mittels UV- Laserlicht örtlich aushärten. Dazu muß ein Laserstrahl fokussiert und räumlich so geführt werden, daß er auf der Oberfläche eines flüssigen Photopolymeren die Umrisse eines durch CAD festgelegten Modells schichtweise aushärtet. Innerhalb von Stunden entsteht ein Musterteil ohne Einsatz von formgebenden Werkzeugen oder Maschinen.
2.1 Historisches
Die Geschichte der Stereolithographie ist noch keine 15 Jahre alt. 1982 Chuck Hull entwickelte das Konzept des "3- dimensionalen Druckens" während seiner Zeit als Vizepräsident der UVP Inc. , einer Firma, die sich auf die Anwendung von UV- Technologien spezialisiert hatte. Eine dieser Applikationen war die Entwicklung von UV- Beschichtungen für die Druckindustrie, wobei Photopolymere im Zuge des Prozesses zu dünnen Folien aus verarbeitet wurden. Hull kam dabei zu der Erkenntnis, daß das sukzessive Anwenden diese Prozesses letzten Endes zu einem 3- dimensionalen Objekt führt, indem einfach einzelne Schichten übereinandergelegt werden. Nach einer zweijährigen Entwicklungszeit kam es zur ersten Patenterteilung. Im Jahre 1986 erhielt UVP das Patent für den Prozeß selbst, quasi die Geburtsstunde der Stereolithographie. Der Name Stereolithography wurde aufgrund eines Versehens jedoch nicht markengeschützt. Hull ist heute Präsident seiner eigenen Firma, der 3D- Systems Inc. In Valencia, Kalifornien.
Erst 1988 wurde die Stereolithographie in Europa vorgestellt.
2.2 Verfahrensprinzip
Bei der Stereolithographie wird das KStoff- Formteil auf Basis eines geeigneten CAD- Geometriedatensatzes aus einem flüssigem Photopolymer durch Aushärtung unter UV- Licht aufgebaut. Je nach Verfahren erfolgt die UV- Belichtung für die örtlich begrenzte Aushärtung entweder punktförmig mittels gesteuertem Laserstrahl, oder flächig unter Verwendung optischer Masken.
Der Verfahrensablauf gliedert sich im wesentlichen in die Erzeugung und Aufbereitung der Geomteriedaten und den schichtweisen stereolithographischen Aufbau des Formteils. Der Ablauf umfaßt im einzelnen folgende Schritte, die sich in ein 10- Stufen- Prozeß einteilen lassen.
Abbildung 2: Stereolithographie in einem 10- Stufen- Prozeß
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