Nach der allgemeinen Einleitung wird unter Punkt 2 der Oberbegriff des Rapid Prototypings und dessen Anwendungsgebiete erläutert. Eine Einordnung des danach folgenden Verfahrens soll stattfinden.
Im 3. Punkt der Arbeit wird das Verfahren Stereolithographie näher betrachtet. Das Verfahren soll erläutert, an Hand von Anlagen, Werkstoffen und Anwendungsgebieten klassifiziert und durch einen Ausblick schematisch dargestellt werden.
Inhaltsverzeichnis
1. Einführende Betrachtung
1.1 Aktueller Anlaß
1.2 Abgrenzung
1.3 Gang der Untersuchung
2. Rapid Prototyping
2.1 Einleitung
2.2 Prozeßkette
2.3 Übersicht Verfahren
3. Stereolithographie
3.1 Historie
3.2 Verfahrensprinzip
3.3 Verfahren/Anlagen
3.3.1 SLA
3.3.2 STEREOS
3.3.3 Stereolithographie
3.3.4 Solid Ground Curling
3.3.5 Mikrostereolithographie
3.4 Einsatzbereiche
3.5 Entwicklungstendenzen
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht das Verfahren der Stereolithographie im Kontext des Rapid Prototyping, um dessen Relevanz für eine beschleunigte und qualitätsorientierte Produktentwicklung in einem globalisierten Marktumfeld darzulegen und die technologische Funktionsweise sowie aktuelle Einsatzmöglichkeiten aufzuzeigen.
- Grundlagen und Definition des Rapid Prototyping
- Analyse der Prozesskette in generativen Fertigungsverfahren
- Detaillierte Darstellung des Stereolithographie-Verfahrens
- Klassifizierung verschiedener Anlagen und Technologien
- Untersuchung von Entwicklungstendenzen und Anwendungsfeldern
Auszug aus dem Buch
3.2 Verfahrensprinzip
Die Stereolithographiemaschine besteht aus drei Hauptbestandteilen: einer Bauplattform, einem Materialbehälter und einer Laser-Scanner-Einheit.
Die Bauplattform bietet die Grundfläche auf der der Materialbehälter steht. Sie ist in z-Richtung verstellbar. Der Materialbehälter dient als Konstruktionsstelle und Materialvorrat zugleich. Die Lasereinheit befindet sich oberhalb parallel zur Bauplattform. Über ein Spiegelgalvanometer erreicht der Laserstrahl nach entsprechender Brechung den Materialbehälter.
Soll ein Bauteil gefertigt werden, wird die Stützkonstruktion auf die Bauplatte passiert montiert und in das Material eingelassen. Da es sich bei der Stereolithographie um ein Verfahren mit flüssigem Ausgangsmaterial handelt, muss entsprechend die Stützkonstruktion fest an der Bauplatte montiert werden. Dazu wird bei den meisten Maschinen die Bauplatte (durch Einschnitte flüssigkeitsdurchlässig) aus dem Material gehoben. Dies geschieht auch nach der Produktion zur einfachen Entnahme des Baustücks.
Kann nun der eigentliche Bauprozess beginnen, werden die einzelnen Schichten unter der Oberfläche der Flüssigkeit verfestigt, durch anschließendes Wischen geglättet und damit auch neues Material aufgetragen. Dabei wird nach Verfestigung einer Schicht die Bauplatte entsprechend abgesenkt (um eine Schichtdicke), so dass Schicht für Schicht von unten nach oben aufgebaut werden kann. Ist das Bauteil komplett gebaut, wird die Bauplatte aus der Flüssigkeit herausgehoben und das Bauteil kann samt Stützen entnommen werden.
Das Verfestigen des Ausgangsmaterials geschieht durch Licht, hier durch einen UV-Laser. Durch eine bestimmte Wellenlänge des Lasers härtet das Material aus und bildet eine feste Schicht. Damit dies geschieht muss das Ausgangsmaterial ein Basismonomer eines photosensitiven Kunststoffes sein, eines Photopolymers. Durch die Bestrahlung verbinden sich die Monomere zu Polymeren und die Aushärtung sorgt für einen festen Zustand. Als Material bieten sich Epoxid-, Vinylether- oder Acrylharze an. Diese bringen die Eigenschaft der Lichtaushärtung mit.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einführende Betrachtung: Diese Einleitung erläutert den Anlass für die Arbeit im Rahmen des Kurses Fertigungstechnik und grenzt den Untersuchungsgegenstand ein.
2. Rapid Prototyping: Hier werden der Begriff, die grundlegende Prozesskette und eine Übersicht generativer Verfahren eingeführt.
3. Stereolithographie: Dieser Hauptteil widmet sich intensiv der Historie, dem technischen Prinzip, den verschiedenen Anlagentypen, Einsatzgebieten und zukünftigen Entwicklungstendenzen.
Schlüsselwörter
Rapid Prototyping, Stereolithographie, Fertigungstechnik, SLA, 3D-CAD, Generative Fertigung, Photopolymer, Laser-Scanner, Schichtbau, Prototypenbau, Mikrostereolithographie, Solid Ground Curling, Produktentwicklung, Materialeigenschaften, Industriestandard
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die Stereolithographie als ein zentrales Verfahren des Rapid Prototyping zur Herstellung physikalischer Prototypen in der Produktentwicklung.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Im Fokus stehen die Definition des Rapid Prototyping, die generativen Prozessschritte, technische Spezifikationen verschiedener SLA-Anlagen sowie die industrielle Bedeutung dieser Technologie.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die Darstellung und Erläuterung des Stereolithographie-Verfahrens sowie dessen Einordnung in den Kontext moderner Fertigungstechnologien zur effizienten Produktentwicklung.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine theoretische Ausarbeitung und Literaturrecherche, die den Prozess der Stereolithographie strukturiert anhand von Fachliteratur und technischer Dokumentation beschreibt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die technologischen Grundlagen des Rapid Prototyping, eine detaillierte Funktionsbeschreibung der Stereolithographie und eine vergleichende Betrachtung verschiedener Anlagentypen und Anbieter.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Rapid Prototyping, Stereolithographie, generative Fertigung, STL-Daten, Photopolymere, Schichtaufbau und Produktentwicklung.
Wie unterscheidet sich Stereolithographie von abtragenden Verfahren?
Im Gegensatz zu abtragenden Verfahren wie dem Fräsen, bei denen Material entfernt wird, ist die Stereolithographie ein additives, generatives Verfahren, bei dem Bauteile schichtweise aus einem flüssigen Material neu aufgebaut werden.
Warum ist das STL-Format für das Verfahren so wichtig?
Das STL-Format ist der Industriestandard, in den CAD-Daten konvertiert werden, um das Volumenmodell für den Schichtbau in ein Flächenmodell aus Dreiecken zu transformieren.
Welche Rolle spielen Stützelemente bei der Stereolithographie?
Stützelemente sind bei Verfahren mit flüssigen Werkstoffen notwendig, damit das Modell während des Schichtaufbaus stabil bleibt, nicht kippt und die korrekte Geometrie beibehält.
Was unterscheidet die Mikrostereolithographie von der klassischen Variante?
Die Mikrostereolithographie ist auf extrem kleine Bauteile im Millimeterbereich spezialisiert, ermöglicht sehr hohe Stückzahlen und wird häufig als Dienstleistung ohne den Verkauf der Anlagen angeboten.
- Quote paper
- Dipl.-Wirt.Ing. (FH) Mark Schnitker (Author), 2008, Stereolithographie - das bekannteste Verfahren des Rapid Prototyping, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/146092
