1. Aushärtung durch UV-Licht

SLA-Kunstharz enthält photoreaktive Harze, die Monomere oder Oligomere sowie Photoinitiatoren enthalten. Die Aushärtung beginnt bereits während des Druckvorgangs, wenn ein UV-Laser oder ein UV-Projektor das flüssige Harz selektiv belichtet. Der Prozess umfasst:

• Photoinitiatoren: Diese absorbieren das UV-Licht und setzen freie Radikale frei.
• Polymerisation: Die freien Radikale aktivieren die Monomere, die sich zu langen Polymerketten verbinden und das Harz verfestigen.

Nach dem Druck ist das Objekt oft noch nicht vollständig ausgehärtet, weshalb eine Nachhärtung erforderlich ist.

2. Nachhärtung durch UV-Licht

Nach dem Druck wird das Objekt in einer Nachhärtungskammer belichtet, die intensives UV-Licht liefert. Dies hat folgende Effekte:

• Vervollständigung der Polymerisation: Restliche unpolymerisierte Monomere werden vernetzt.
• Verbesserung der Materialeigenschaften: Härte, Steifigkeit und chemische Stabilität nehmen zu.
• Oberflächenqualität: Die Oberfläche wird glatter und widerstandsfähiger gegen Umwelteinflüsse.

Die Intensität und Wellenlänge des UV-Lichts (typischerweise 405 nm) sowie die Dauer der Belichtung hängen von der Harzzusammensetzung ab.

3. Unterstützung durch Wärme

Zusätzlich zur UV-Bestrahlung kann Wärme den Aushärtungsprozess beschleunigen und optimieren:

• Erhöhte Reaktionsrate: Wärme aktiviert die chemischen Reaktionen zwischen den Molekülen schneller.
• Bessere Vernetzung: Die Polymerketten verknüpfen sich dichter, was die mechanischen Eigenschaften verbessert.
• Reduktion von Spannungen: Durch kontrollierte Erwärmung werden interne Spannungen im Material reduziert, was die Formstabilität erhöht.

Übliche Temperaturen für die thermische Nachhärtung liegen zwischen 40–80°C, je nach Harztyp. Wärme sollte jedoch mit Bedacht eingesetzt werden, da zu hohe Temperaturen zu Materialverzug führen können.

4. Beispiele für den 3D-Druck

Der SLA-3D-Druck wird in vielen Bereichen eingesetzt, darunter:

• Prototyping: Erstellung hochauflösender Prototypen für Produktentwicklungen.
• Miniaturen und Modellbau: Produktion detaillierter Figuren und Modelle.

Diese Anwendungen profitieren von der hohen Genauigkeit und den glatten Oberflächen, die durch den SLA-Druck und die Nachhärtung erzielt werden.

5. Gründe für eine Preiserhöhung

Mit der Einführung neuer Technologien und optimierter Prozesse im SLA-3D-Druck steigen auch die Kosten für Materialien, Geräte und Energie. Folgende Faktoren machen eine Preiserhöhung unausweichlich:

• Hochwertigere Materialien: Moderne Harze bieten verbesserte mechanische und optische Eigenschaften, sind jedoch kostenintensiver in der Herstellung.
• Erweiterte Gerätefunktionen: Neue Nachhärtungskammern und Drucker bieten höhere Präzision und Effizienz, was zusätzliche Investitionen erfordert.
• Energieverbrauch: Die Nachhärtung mit intensiver UV-Bestrahlung und kontrollierter Wärme steigert den Energiebedarf.
• Entwicklungskosten: Die Forschung und Entwicklung neuer Technologien fließt in die Produktionskosten ein.

Die Vorteile der neuen Technik, wie verbesserte Produktqualität, kürzere Produktionszeiten und eine breitere Anwendbarkeit, rechtfertigen jedoch die Preisanpassung und machen sie langfristig wirtschaftlich sinnvoll.

Fazit

Das Aushärten von SLA-Kunstharz durch UV-Licht und Wärme stellt sicher, dass das gedruckte Objekt vollständig polymerisiert und robust ist.
Eine präzise Kontrolle von UV-Licht, Wärme und Zeit ist entscheidend, um die gewünschten mechanischen und ästhetischen Eigenschaften zu erreichen!