Eine kurze Geschichte der Stereolithographie

Stereolithographie (SLA) ist eine Methode der additiven Fertigung, die auch allgemein als Harz-3D-Druck bekannt ist. SLA ist eine Wannen-Photopolymerisationstechnologie, die aus drei Kernkomponenten besteht – einer Bauplattform, einer Lichtquelle und einem Harztank. SLA-Maschinen arbeiten mit einem Laser oder einer anderen Lichtquelle, um flüssiges Harz zu gehärtetem Kunststoff auszuhärten, ein Verfahren, mit dem hochpräzise Prototypen und Teile hergestellt werden können, die isotrop, wasserdicht und mit glatter Oberfläche sind.

Während Fused Deposition Modeling (FDM) tendenziell bekannter ist und früher populär wurde, war SLA tatsächlich die erste 3D-Drucktechnologie, die patentiert wurde. Seit dem Aufkommen der Technologie in den 1980er Jahren haben sich SLA-Techniken und -Maschinen weiterentwickelt, da fortschrittlichere Materialoptionen verfügbar wurden. Dieser Artikel bietet einen schnellen Crashkurs über die Geschichte dieses vielseitigen und nützlichen Verfahrens.

Die Ursprünge und Erfindung der Stereolithographie

Während die Erfindung des Verfahrens normalerweise dem amerikanischen Innovator Chuck Hull zugeschrieben wird, hat die Stereolithographie eine komplexere ursprüngliche Geschichte. Während Hull den Begriff „Stereolithographie“ prägte und die Technologie 1984 zum Patent anmeldete (er erhielt die Genehmigung 1987), reichen die Wurzeln des Verfahrens bis in die frühen 1970er Jahre zurück, als der japanische Ingenieur Dr. Hideo Kodama den Mechanismus, der noch immer von SLA-Maschinen verwendet wird, erneuerte heute:lichtempfindliche Polymere mit Licht zu festen Formen aushärten. Kodama entwickelte außerdem zwei weitere Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen unter Verwendung lichtempfindlicher duroplastischer Polymere und erhielt 1981 ein Patent für einen XYZ-Plotter.

Etwa zur gleichen Zeit, als Hull an seinem Patent arbeitete, entwickelten auch die französischen Erfinder Alain Le Mehaute, Olivier de Witte und Jean Claude André ihren eigenen SLA-Prozess. In einer merkwürdigen Wendung des Schicksals reichte das Trio drei Wochen vor Hull Patente für seine SLA-Technologie ein – nur um ihre Anträge fallen zu lassen, weil ihr Arbeitgeber, die französische General Electric Company, das neue Verfahren nicht als großes kommerzielles Potenzial ansah und sich dafür entschied den Prozess nicht fortzusetzen.

Der Aufstieg des SLA-Drucks

Während sich SLA als sofortiger Erfolg erwies – mit vielen großen Unternehmen, die die Technologie für schnelles 3D-Prototyping Ende der 1980er Jahre schnell umarmten – erwies sich der FDM-Druck als die beliebtere Technologie. Dies war zum Teil auf die Entwicklung des kleinformatigen Desktop-FDM-Druckers zurückzuführen, der die Technologie für Hersteller aller Größen, von Bastlern bis hin zu Betreibern im industriellen Maßstab, viel zugänglicher machte.

Desktop-SLA-Drucker wurden 2011 verfügbar, wodurch es für nicht-industrielle Hersteller einfacher und erschwinglicher wurde, von den einzigartigen Vorteilen des Verfahrens zu profitieren.

SLA eröffnet Herstellern in Branchen von Schmuck bis Dental viele neue Möglichkeiten und ermöglicht ein weitaus höheres Maß an Anpassung und Präzision. Maßgeschneiderte Zahnschienen erwiesen sich als idealer früher Testfall und sind seitdem zu einem der meistproduzierten Teile geworden, die mit SLA-Druckern hergestellt werden.

Neueste Innovationen in der Stereolithographie

Die jüngsten Entwicklungen in den Stereolithographie-Technologien stehen kurz davor, die Art und Weise, wie wir über Herstellung und Produktion denken, erneut zu revolutionieren. Eine kürzlich durchgeführte Studie ergab beispielsweise, dass zellbeladene Hydrogele im großen Maßstab bei Organtransplantationen und Gewebereparaturverfahren verwendet werden können. Die neue Technologie druckt 10- bis 15-mal schneller als herkömmliche industrielle 3D-Drucker – eine deutliche Verbesserung gegenüber früheren Versionen. Die Technologie soll in den kommenden Jahren eine Rolle bei der zukünftigen Entwicklung von 3D-gedruckten Organen und Geweben spielen.

Dentalhersteller beginnen, den SLA-Druck auch für mehr als nur kundenspezifische Aligner zu verwenden. Tatsächlich können Artikel von Bohrschablonen und Modellen bis hin zu Retainern und provisorischen Prothesen jetzt aus einer breiten Palette von Materialien unter Verwendung von Additiven hergestellt werden. Dazu gehören flexible Komponenten für den Patientenkomfort, starre, hochschlagfeste Harze, die Verschleiß widerstehen, und mehr.

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