Was ist Wannenpolymerisation?

Wannenpolymerisation ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem ein lichtempfindliches Kunstharz in einem Behälter durch gezielte UV-Belichtung schichtweise ausgehärtet wird. Der englische Fachbegriff Vat Photopolymerization beschreibt das Prinzip präzise: Vat bezeichnet den Harzbehälter, Photopolymerization den lichtinduzierten Aushärtungsprozess. Die Technologie ermöglicht die höchsten Auflösungen aller 3D-Druckverfahren.

Grundprinzip

Alle Wannenpolymerisationsverfahren folgen dem gleichen Grundprinzip. Ein Behälter enthält flüssiges Photopolymer. Eine Lichtquelle belichtet selektiv die Bereiche der aktuellen Schicht. Das belichtete Harz härtet aus und verbindet sich mit der vorherigen Schicht. Die Bauplattform bewegt sich, und frisches Harz füllt den Belichtungsbereich. Der Zyklus wiederholt sich bis zur Fertigstellung.

Bauweisen

Wannenpolymerisationsdrucker existieren in zwei Bauweisen:

Top-Down mit Belichtung von oben in offene Wanne
Bottom-Up mit Belichtung durch transparenten Wannenboden
Top-Down bei industriellen Großformatdruckern
Bottom-Up bei den meisten Desktop-Geräten
Bottom-Up ermöglicht kompaktere Bauweise
Top-Down vermeidet Ablöseproblematik

Verfahrensvarianten

Unter dem Dach der Wannenpolymerisation vereinen sich verschiedene Technologien. SLA (Stereolithografie) nutzt einen scannenden UV-Laser. DLP (Digital Light Processing) projiziert Schichtbilder mit Mikrospiegeln. LCD/MSLA maskiert flächiges UV-Licht mit einem Display. CLIP und ähnliche Verfahren arbeiten kontinuierlich ohne diskrete Schichten.

Vorteile der Wannenpolymerisation

Die Wannenpolymerisation bietet spezifische Stärken gegenüber anderen additiven Verfahren. Die erreichbare Auflösung übertrifft filamentbasierte Systeme deutlich. Oberflächen sind glatter und zeigen weniger Schichtlinien. Feine Details und scharfe Kanten werden präzise wiedergegeben. Die Materialvielfalt umfasst starre, flexible, transparente und technische Harze.

Anwendungsbereiche

Die Wannenpolymerisation dominiert Anwendungen mit hohen Anforderungen an Detailgenauigkeit und Oberflächenqualität. Die Dentalbranche nutzt sie für Modelle, Schienen und Provisorien. Die Schmuckindustrie erstellt Feingussmodelle. Im Prototyping entstehen hochdetaillierte Muster. Modellbauer drucken feine Miniaturen. Die Industrie fertigt Präzisionsteile und Funktionsprototypen.