Photoharze (Photoresins) sind lichthärtende, typischerweise flüssige Polymerformulierungen, die durch Bestrahlung mit UV- oder sichtbarem Licht eine radikalische oder kationische Polymerisation bzw. Vernetzung eingehen. Sie bilden die zentrale Werkstoffklasse für vat-photopolymerbasierte additive Fertigungsverfahren (z. B. Stereolithographie, DLP, LCD) sowie für die Mikrolithographie und Mikrofabrikation.
Formulierungen bestehen meist aus (meth)acrylat- oder epoxidbasierten Monomeren/Oligomeren, Reaktivverdünnern, Photoinitiatoren und Additiven (Stabilisatoren, Farb- bzw. Füllstoffe). Der Photoinitiator absorbiert Strahlung und generiert reaktive Spezies (Radikale oder Säuren), die die Polymerisation einleiten. Kritisch sind spektrale Anpassung an die Emissionswellenlänge der Lichtquelle, Reaktivität, Sauerstofftoleranz sowie die Kontrolle von Schrumpf und inneren Spannungen.
Werkstofftechnisch werden mechanische Eigenschaften (E‑Modul, Festigkeit, Zähigkeit), thermische Beständigkeit (Tg, Wärmeformbeständigkeit) und chemische Resistenz über die chemische Struktur der Oligomere und die Vernetzungsdichte eingestellt. Hochvernetzte Acrylatsysteme liefern hohe Steifigkeit und Auflösung, sind jedoch oft spröde; flexibilisierte Systeme oder Hybridnetzwerke (z. B. Urethanacrylate, Siloxan‑Modifikationen) verbessern Zähigkeit und Dehnfähigkeit.
Für funktionale Anwendungen werden zunehmend gefüllte oder hybride Photoharze entwickelt, etwa keramisch oder metallisch hochgefüllte Systeme für nachfolgende Sinterprozesse, biokompatible oder degradierbare Harze für Medizin- und Biotechnologie sowie optisch präzise Formulierungen mit definierter Brechzahl und geringer Absorption/Dispersion. Wichtige Forschungsfelder betreffen Kinetikmodellierung, Struktur‑Eigenschafts‑Beziehungen, Prozessfenster (Belichtungsdosis, Viskosität) und die Langzeitstabilität unter mechanischer und photochemischer Beanspruchung.
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