SLA Drucker für Industrie & Privatanwender

Die Stereolithographie, kurz SLA, ist ein additives Fertigungsverfahren im Rahmen des Rapid Prototypings beziehungsweise Rapid Manufactorings, das im Jahr 1983 von dem US-Amerikaner Chuck Hall erfunden und 1986 schließlich von dessen Firma UVP Inc. patentiert wurde. Diese fortschrittliche Fertigungstechnik ermöglicht die Produktion von hochkomplexen und filigranen Bauteilen auf Basis der Geometriedaten von digitalen 3D-CAD-Modellen, die via Internet oder Offline-Schnittstelle an die entsprechenden SLA-Drucker übertragen werden. Die Geräte, die in der Industrie derzeit noch vorrangig zur Produktion von Prototypen und Kleinserien verwendet werden, arbeiten mit einem leistungsstarken Laser, der das zu fertigende Bauteil Schicht für Schicht in einem Bad aus photosensitivem Flüssigkunststoff entstehen lässt. Nach der Fertigstellung erfolgt schließlich die finale Aushärtung des Werkstücks in einem UV-Schrank beziehungsweise unter einer UV-Lampe. Dank der Präzision des eingesetzten Lasers lassen sich somit auch filigrane Bauteile kosteneffizient und ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen herstellen, was dazu führt, dass das SLA-Verfahren nicht mehr nur für den Bau von Prototypen eingesetzt wird. In Zukunft werden SLA-Drucker dementsprechend auch für die Serienfertigung von Endprodukten immer raumgreifender zum Einsatz kommen.

Einsatz der SLA 3D Drucker im Großen wie im Kleinen

Die Vorzüge des 3D-Drucks mit Hilfe der Streolithographie macht die Anschaffung der entsprechenden Anlagen und Geräte für Firmen aus diversen Branchen interessant, da sich bei konstanter Qualität der Werkstücke darüber hinaus erhebliche Kosteneinsparungen ergeben. In der Praxis beschränkt sich das Einsatzgebiet also nicht mehr nur auf Automobil- und Hardwarehersteller sowie Architekten, die mit Hilfe des SLA-Verfahrens ihre Prototypen und Entwürfe zum Leben erwecken, sondern weitet sich auch auf kleine und mittelständische Fertigungsbetriebe aus, denen vollautomatisierte additive Fertigungsverfahren gänzlich neue Möglichkeiten am Markt eröffnen. Besonders interessant ist der Einsatz dieser Technologie zudem für Start-ups, die durch die Investition in ein solches Gerät auf eigene Faust produzieren können, ohne dabei auf teure Werkverträge angewiesen zu sein. Auch im Bereich der Medizintechnik ist das potenzielle Anwendungsgebiet für das SLA-Verfahren sehr breit gefächert, da es unter anderem die individuelle Anpassung von Prothesen auf Basis von bildgebenden Verfahren wie der Computertomographie ermöglicht. Damit sind die Möglichkeiten des Verfahrens aber noch lange nicht ausgeschöpft, denn auf dem Markt existieren bereits einige Geräte für den privaten Gebrauch, mit denen beispielsweise Modellbauer, Heimwerker oder Künstler ihre Ideen so schnell und präzise wie nie zuvor umsetzen können.

Was einen Guten SLA-Drucker ausmacht

Da die Investition in einen SLA-Drucker mit nicht unerheblichen Kosten verbunden ist, muss im Rahmen der Anschaffung zwingend darauf geachtet werden, dass das entsprechende Gerät den speziellen Anforderungen des Unternehmens auch genügt. Grundsätzlich gilt diesbezüglich die Frage, welche Bauteile gedruckt werden, respektive welche Größe diese aufweisen sollen, da sich die auf dem Markt erhältlichen SLA-Fertigungsanlagen bereits anhand des Druckbetts unterscheiden, das über die maximal mögliche Bauteilgröße entscheidet. Die Abmessungen werden dabei nach dem Schema eines klassischen dreidimensionalen Koordinatensystems angegeben, wobei gilt, dass der Anschaffungspreis der Geräte mit zunehmender Druckbettgröße ansteigt. Mit diesem Faktor untrennbar verbunden ist zudem die Baugröße des jeweiligen SLA-Druckers, die ebenfalls beachtet werden muss. Abgesehen von dieser Grundeigenschaft unterscheiden sich SLA Drucker anhand spezifischer Merkmale wie der Druckgeschwindigkeit, der Schichthöhe sowie der Präzision des zum Einsatz kommenden Lasers. Je präziser der Laser jede einzelne Kunststoffschicht, die bei modernen SLA Druckern in der Regel eine Querschnittsdicke zwischen 0,05 und 0,25 Millimetern aufweist, belichtet, desto hochwertiger ist das Endergebnis. Ein ähnliches Prinzip gilt hinsichtlich der Querschnittsdicke, denn dünnere Schichten lassen die Fertigung besonders filigraner Bauteile mit hochwertigen Oberflächen zu. In diesem Kontext gilt es im Rahmen der Anschaffung indes zusätzlich auf das Spannungsfeld zwischen Qualität und Geschwindigkeit zu achten, da die Fertigungszeit mit abnehmender Stärke der zu belichtenden Kunststoffschichten stark zunimmt. Insbesondere hochpreisige Industrieanlagen beherrschen derzeit jedoch einen sehr guten und flexibel handhabbaren Kompromiss aus Qualität und Geschwindigkeit.

SLA-Drucker für die Industrie aus dem Hause CastSolut

Der SLA Fertigungsspezialist CastSolut GmbH hat mit seiner SLA RPS Produktfamilie unterschiedliche Anlagen im Portfolio, die bestens auf die Bedürfnisse von fertigenden Unternehmen zugeschnitten sind. Das luftgekühlte Modell Raplas RPS 700 bietet durch seine großzügige Bauwanne mit einem Volumen von rund 250 Litern beispielsweise die Möglichkeit, Werkstücke in einer Größe von bis zu 700 x 700 x 400 Millimetern und einem Gewicht von maximal 75 Kilogramm herzustellen.

stereolithographie sla drucker von castsolut

Ein Idealer und variable einsetzbarer Kompromiss zwischen Druckgeschwindigkeit und der höchstmöglichen Druckqualität wird dabei durch einen potenten UV-Laser mit einer Wellenlänge von 354,7 nm sichergestellt. In der Praxis kann im Zuge der Fertigung diesbezüglich zwischen den drei Produktionsmodi Precision, Rapid und Standard gewählt werden, die jeweils eine abweichende Querschnittsdicke von 0,075, 0,125-0,15 respektive 0,1 Millimeter an den Tag legen, sodass Unternehmen sowohl schnelle Entwürfe als auch hochqualitative Urmodelle für Feingussverfahren kostengünstig herstellen können.

Formlabs 3D-Drucker für den privaten Bereich

Da große Industriefertigungsanlagen für den privaten Gebrauch selbstredend zu kostspielig sind, hält der Markt auch für Privatanwender entsprechend dimensionierte SLA-Geräte bereit, die sich sowohl im Hobbybereich als auch im Rahmen der Start-up-Gründung einsetzen lassen. Der augenscheinlichste Unterschied zu den professionellen Fertigungsanlagen liegt bei Geräten wie dem Formlabs Form 1+ in erster Linie in den kompakten Abmessungen sowie der geringeren Druckbettgröße, die im Fall des Formlabs Form 1+ aber immerhin 125 x 125 x 165 Millimeter beträgt und damit für die meisten Anwendungsfälle absolut ausreichend ist. Das hauptsächlich für Ingenieure, Tüftler und Bastler konzipierte Gerät greift dabei auf einen 405-Nanometer-Laser zurück und ermöglicht im Betrieb eine Querschnittsdicke von 0,025 bis 0,2 Millimeter, womit auch im Privaten qualitativ hochwertige SLA-3D-Drucke möglich sind. Der Einstieg in die Welt des 3D-Drucks vereinfacht der Hersteller durch eine eingängig bedienbare Nutzerschnittstelle sowie eine mitgelieferte Software, mit der die zugrundeliegenden STL- oder OJB-Dateien für den Druck vorbereitet und optimiert werden.

Fazit – Dem SLA-Verfahren steht eine große Zukunft bevor

Die rasant fortschreitende technologische Entwicklung hat die Qualität der mittels Stereolithographie gefertigten Objekte in den vergangenen Jahren deutlich ansteigen lassen, sodass diese Geräte insbesondere im fertigenden Gewerbe einen immer größeren Zugewinn darstellen, zumal sie sich aktuell nicht mehr nur für die Erstellung einzelner Prototypen, sondern für bereits für die Serienproduktion eignen. Die implizierte Vorteil ist klar ersichtlich, denn die vollautomatisierten Fertigungsprozesse ziehen eine erhebliche Personal- und Kostenersparnis nach sich, sodass die ehemals nach Asien ausgelagerten Fertigungsabteilungen vieler Unternehmen wieder hierzulande Fuß fassen können, wodurch attraktive Arbeitsplätze für gut ausgebildete Fachkräfte entstehen. Qualität und Know-how verbleiben damit sowohl innerhalb des Landes als auch innerhalb der Unternehmensgrenzen und sind damit deutlich weniger von Industriespionage bedroht. Die Hightech-Geräte sind zwar noch vergleichsweise hochpreisig, lohnen sich sowohl für Unternehmen als auch für leidenschaftliche Bastler aber bereits jetzt schon. Nichtsdestotrotz ist in den kommenden Jahren im Zuge der technologischen Deflation nicht nur mit einer qualitativen Weiterentwicklung, sondern auch mit einem deutlichen Preisverfall der SLA Drucker zu rechnen.