Was ist Aushärten?

Aushärten beschreibt den chemischen Prozess, bei dem flüssiges Photopolymer durch Einwirkung von UV-Licht in einen festen Zustand übergeht. Diese Polymerisation bildet die Grundlage aller Resin-3D-Druckverfahren wie SLA, DLP und LCD. Der Vorgang findet sowohl während des schichtweisen Druckaufbaus als auch in der anschließenden Nachbearbeitung statt.

Chemischer Hintergrund

Photopolymere enthalten Monomere und Fotoinitiatoren. Trifft UV-Licht mit der passenden Wellenlänge auf das Harz, aktivieren sich die Fotoinitiatoren und starten eine Kettenreaktion. Die Monomere verbinden sich zu langen Polymerketten und bilden ein vernetztes, festes Gefüge. Je nach Harztyp liegt die optimale Wellenlänge bei 355 nm für Laser-SLA oder 405 nm für LCD- und DLP-Systeme.

Aushärten während des Drucks

Im Druckprozess härtet der Laser oder die LED-Lichtquelle jede Schicht gezielt aus. Die Belichtungszeit bestimmt dabei den Aushärtegrad. Zu kurze Belichtung führt zu unvollständiger Polymerisation und instabilen Bauteilen. Zu lange Belichtung verursacht Überpolymerisation, bei der feine Details verschwimmen und Maßgenauigkeit verloren geht.

Nachträgliches Aushärten

Direkt nach dem Druck sind Resin-Bauteile noch nicht vollständig durchgehärtet. Die Oberfläche kann klebrig sein und das Material erreicht noch nicht seine endgültigen mechanischen Eigenschaften. Eine Nachhärtung in einer UV-Kammer vervollständigt die Polymerisation und sorgt für:

Maximale Festigkeit und Härte
Vollständig durchgehärtetes Material
Nicht klebrige Oberflächen
Verbesserte Temperaturbeständigkeit
Langzeitstabilität des Bauteils

Einflussfaktoren

Der Aushärteprozess wird durch mehrere Parameter beeinflusst. Harztyp, Schichtdicke, Pigmentierung und Umgebungstemperatur spielen eine Rolle. Dunkel pigmentierte oder gefüllte Harze benötigen längere Belichtungszeiten, da das Licht weniger tief eindringt. Auch die Intensität und Wellenlänge der Lichtquelle müssen auf das jeweilige Material abgestimmt sein.