Stereolithographie
Software zur Datenaufbereitung und Ansteuerung von Mikro-Stereolithographie-Maschinen
Teilprojekt 5 des Forschungsverbundes für Mikrosystemtechnik FORMIKROSYS II
Laufzeit: 3 Jahre, 1.1.1998 - 31.12.2000
Die Stereolithographie zählt zu den etablierten Verfahren im Formen- und Musterbau. Mit Hilfe dieser Geräte, die mit einem Laserstrahl ein photoempfindliches Harz schichtweise aushärten, läßt sich quasi über Nacht aus einem 3D-Computermodell ein reales Musterteil fertigen. Heute kann jedoch die im Zuge der zunehmenden Miniaturisierung geforderte Bauteilegenauigkeit nicht immer eingehalten werden.
Motivation![[image]](/media/images/projects/project17/mstl-450x506.jpg)
Das Projekt Mikro-Stereolithographie des Forschungsverbundes FORMIKROSYS-II setzt hier an und will in den nächsten drei Jahren das Stereolithographie-Verfahren so verbessern, dass hochpräzise Modelle zuverlässig erzeugt werden können. Der Weg zur Genauigkeit im Hundertstel-Millimeter-Bereich soll durch eine verbesserte Abbildung des Laserstrahls und ein neues Schichterzeugungsverfahren erreicht werden. Zu den künftigen Anwendern zählen Industriezweige wie die Medizintechnik und die Elektronikbranche (Miniaturstecker, Handy-Gehäuse).
Bei FORWISS Passau wird die Software für die Datenaufbereitung und die Maschinensteuerung entwickelt.
Der Stereolithographie-Prozess:Der Stereolithographie-Prozess beruht auf der schichtweisen Aushärtung eines photoempfindlichen Polymers mittels UV-Laserstrahlung. Dabei werden folgende Prozessschritte durchlaufen:
- Aufbereitung dreidimensionaler CAD-Daten auf der CAD-Workstation
- Platzieren der CAD-Objekte im Bauraum (s. Abb. rechts)
- Schneiden (Slicen) der Daten in Schichten
- Generierung einer Stützstruktur
- Datenübertragung auf den Prozessrechner der MikroSL-Maschine
- Berechnung der Vektordaten für Kontur und Hatch (Schraffur, s. Abb. unten)
- Auftrag einer dünnen Schicht des Photopolymers (Recoating)
- Selektive, schichtweise Belichtung der Harz-Oberfläche durch den Laser-Scanner
- Absenken der Bauplattform
- Wiederholung der Schritte 4-6 bis die Bauteile komplett erstellt wurden
- Post-Processing (Finishing) des Stereolithographie-Bauteils (Nachhärten, Stützstrukturen entfernen)
![[slice]](/media/images/projects/project17/msl_slice-441x324.jpg)