Ein Leitfaden zum DLP 3D-Druck

Der DLP 3D-Druck (Digital Light Processing 3D-Druck) ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem Photopolymerharze schichtweise ausgehärtet werden. Es kommt oft dort zum Einsatz, wo eine hohe Produktionsgeschwindigkeit wichtig ist. Der DLP 3D-Druck erzeugt detaillierte und komplizierte Modelle, die in vielen Bereichen zum Einsatz kommen, beispielsweise bei der Herstellung von Prototypen und Schmuck aus dem 3D-Drucker, in der Zahnmedizin oder in medizinischen Geräten.

Der folgende Artikel gibt Ihnen einen umfassenden Überblick über die innovative Drucktechnik, ihre Möglichkeiten und welche Art der Photopolymerharze benötigt werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Wie funktioniert der DLP 3D-Druck?

Der DLP 3D-Druck (Digital Light Processing 3D-Druck) ist eine additive Fertigungstechnik, bei der Licht und Photopolymere eingesetzt werden, um dreidimensionale Objekte Schicht für Schicht herzustellen.

Beim Druckverfahren wird ein flüssiges Photopolymerharz verwendet, das bei Lichteinwirkung aushärtet. Dabei wird eine Bauplattform in eine Wanne mit dem flüssigen Photopolymerharz getaucht oder direkt darüber positioniert. Mittels UV-Licht projiziert der digitale Lichtprojektor ein Bild auf das Harz, welches der ersten Schicht des 3D-Objekts entspricht.

Die Bereiche des Photopolymerharzes, die dem UV-Licht ausgesetzt sind, beginnen sich zu verfestigen, während der Rest des Harzes flüssig bleibt.

Die Bauplattform wird dann schrittweise abgesenkt, so dass eine neue Schicht des flüssigen Harzes über die ausgehärtete Schicht fliessen kann, welche anschliessend erneut durch UV-Licht gehärtet wird. Dieser Vorgang des schichtweisen Aushärtens mit Hilfe der Plattformbewegung wird so lange wiederholt, bis das Objekt fertiggestellt ist.

Nach Abschluss des Druckvorgangs ist das Objekt in der Regel noch von unausgehärtetem Harz umgeben. Es muss vorsichtig von der Bauplattform entfernt und einer Nachbearbeitung unterzogen werden, die je nach gewünschter Oberfläche Spülen, weiteres Aushärten unter UV-Licht sowie Schleifen, Polieren oder Lackieren umfassen kann.

Vorteile von DLP 3D-Druck

Aufgrund der automatischen schichtweisen Aushärtung bietet der DLP 3D-Druck im Vergleich zu anderen harzbasierten Verfahren einige Vorteile, unter anderem eine höhere Druckgeschwindigkeit. Gleichzeitig müssen weder Detailtreue noch Oberflächengüte Einbussen erleiden, weshalb das Druckverfahren sich ebenso für komplizierte und detaillierte Projekte eignet.

DLP-Drucker sind oft mit benutzerfreundlichen Software-Schnittstellen ausgestattet, so dass sie relativ einfach einzurichten und zu bedienen sind.

Die für den DLP-Druck verwendete Slicing-Software ermöglicht eine schnelle Einstellung von Parametern wie Schichthöhe und Belichtungszeit. Einige DLP-Drucker bieten zudem relativ grosse Bauvolumina, wodurch auch grössere Objekte in einem einzigen Druckvorgang hergestellt werden können. Dies kann auch für Verfahren wie z.B. dem Prototyping von Vorteil sein.

Ausserdem ermöglicht der DLP 3D-Druck die Massanfertigung im Herstellungsprozess und eignet sich daher für die Produktion von individuell angepassten Einzelstücken oder Kleinserien.

Anwendungsbereiche des DLP 3D-Drucks

Der DLP 3D-Druck wird häufig in Branchen wie der Schmuckindustrie, der Zahnmedizin und der Medizintechnik eingesetzt, wo präzise und detaillierte Prototypen für Tests und Validierungen unerlässlich sind.

Mittels DLP 3D-Druck in der Medizin werden beispielsweise genaue Zahn- und Zahnfleischmodelle von Patienten erstellt. Die Technologie kommt aber auch bei der Planung von Behandlungen, der Herstellung von kieferorthopädischen Geräten, für Kronen und Brücken sowie bei anderen zahnmedizinischen Anwendungen zum Einsatz.

Dank der hohen Auflösung und Genauigkeit können mit Hilfe des DLP 3D-Drucks darüber hinaus Hörgeräte und sogar anatomische Modelle für die medizinische Ausbildung und die chirurgische Planung hergestellt werden.

Materialanforderungen beim DLP 3D-Druck

DLP-Drucker können mit einer breiten Palette von Photopolymerharzen betrieben werden, von denen jedes auf eine bestimmte Anwendung zugeschnitten ist. Dabei gibt es Harze mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften, Farben und Graden an Transparenz.

Die Anforderungen an Harze für den Digital Light Processing 3D-Druck lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Geringe Viskosität für ein schnelles und gleichmässiges Wiederbeschichten/Nachfüllen.
Geringe Schrumpfung, um Verformung zu verhindern, was besonders bei feinen Details und grösseren Strukturen wichtig ist.
Vermeidung von Stoffen, die das Material im Druckfenster aufquellen, trüben oder anderweitig angreifen.

DLP 3D-Druck vs. SLA 3D-Druck

Auch wenn der DLP 3D-Druck viele Ähnlichkeiten mit dem SLA 3D-Druck (Stereolithographie) aufweist, gibt es doch grosse Unterschiede zwischen den Verfahren mit jeweils unterschiedlichen Anforderungen und Anwendungsbereichen.

Beim DLP 3D-Druck wird mit einem digitalen Lichtprojektor eine komplette Schicht des Objekts auf die Oberfläche eines Behälters projiziert, wobei sich das flüssige Photopolymerharz entsprechend der Form des Objekts verfestigt. Dabei bewegt sich die Bauplattform nach oben und hebt die ausgehärteten Schichten nach und nach aus der Harzwanne.

Beim SLA 3D-Druck hingegen fährt ein Laserstrahl über die Oberfläche eines mit flüssigem Photopolymerharz gefüllten Behälters und härtet dabei gezielt bestimmte Bereiche des flüssigen Harzes.

Während jede Schicht gescannt und ausgehärtet wird, bewegt sich die Bauplattform schrittweise nach oben, um das Objekt Schicht für Schicht aufzubauen.

Dank seiner Fähigkeit, ganze Schichten auf einmal auszuhärten, ist der DLP-Druck in der Regel schneller als der SLA-Druck, wo das Harz mittels Laser Punkt für Punkt gehärtet wird. Was die Oberflächenbeschaffenheit angeht, sind DLP-Drucke normalerweise etwas strukturierter, während sich SLA-Drucke durch eine äusserst glatte Oberfläche auszeichnen.

Es ist wichtig, das richtige Harz für den entsprechenden Drucker auszuwählen, da einige Harze, die für SLA-Drucker entwickelt wurden, möglicherweise nicht optimal in DLP-Druckern funktionieren und umgekehrt. RAHN ist Ihr Partner für den 3D-Druck und entwickelt massgeschneiderte Photopolymere für jeden Zweck.

Was spricht für den DLP 3D-Druck?

Der DLP 3D-Druck ist eines der schnellsten 3D-Druck-Verfahren und verspricht sowohl hochpräzise Ergebnisse als auch kurze Durchlaufzeiten.

Wir sind Experten auf dem Gebiet der Photopolymere und verfügen über Labore mit SLA-, DLP- und LCD-3D-Druckern auf höchstem industriellen Standard. Dadurch sind wir in der Lage, massgeschneiderte Lösungen zu entwickeln, die perfekt auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind.

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