Heutzutage sind Vat Photopolymerization (VPP) Prozesse fester Bestandteil der generativen Fertigungsverfahren. Die in einer Wanne vorliegenden flüssigen, photoreaktiven Harze werde lokal, hochaufgelöst mit Licht bestrahlt, um die Polymerbildung auszulösen und den schichtweisen Aufbau von dreidimensionalen (3D) Formkörpern zu ermöglichen. Die aus niederviskosem Harz aufgebauten 3D Polymerstrukturen zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Auflösung und Detailgetreue, glatte Oberflächen sowie hohe Härte und Festigkeit aus. Nachteilig sind bei VPP Prozessen vor allem die prozessseitige Einschränkung auf niederviskose Harze, sowie limitierende Materialeigenschaften der finalen Bauteile, wie zum Beispiel hohe Sprödigkeit und unzureichendes Langzeitverhalten.[1]

Um genannte Einschränkungen zu umgehen, entwickelte die Firma Cubicure ein sogenanntes Hot Lithography® Verfahren. Hot Lithography® beschreibt einen beheizten lichthärtenden Prozess, der die Verarbeitung von bei Raumtemperatur hochviskosen und hochgefüllten Harzen ermöglicht und dadurch die Toolbox an neuen Materialkonzepten deutlich vergrößert.[2-3] Dies spiegelt sich auch im Produktportfolio von Cubicure wider, welches von hochtemperaturbeständigen, elastomerartigen, über ABS-artigen bis hin zu flammgeschützten Materialien reicht. Einsatz finden genannte Materialien beispielsweise in Konsumgütern, Sportartikelindustrie, Elektronikindustrie, Mobilitätssektor oder auch im Medizintechnikbereich. Weitere erfolgreiche Materialkonzepte konnten mit Hot Lithography® auch im Bereich Forschung und Entwicklung realisiert werden.[4-7]

Um diese neuen Materialkonzepte in die additive Serienfertigung bringen zu können, mussten Cubicures Ingenieure den VPP 3D Druck vollkommen neu denken. Das Ergebnis ist Cerion®. Diese bahnbrechende Technologie bedient sich eines beheizten, dynamischen Prozesses, der auf Harzwannen verzichtet, die Prozesskräfte erheblich verringert und damit den Bauraum deutlich vergrößert (100 x 28 x 30 cm³). Abhängig von der Bauteilgröße ist es möglich hunderte bis tausende Teile pro Tag auf einer Cerion® Anlage zu fertigen, ohne auf hohe Detailauflösung verzichten zu müssen. Cerion® stellt somit das ideale, moderne Produktionsmittel für die digitale Serienfertigung der Zukunft dar.[8]

Referenzen

[1] S. C. Ligon, R. Liska, J. Stampfl, M. Gurr, R. Mülhaupt Chemical Reviews, 2017, 117, 10212-10290.

[2] M. Pfaffinger Optik & Photonik, 2018, 13, 99-100.

[3] B. Steyrer, B. Busetti, G. Harakály, R. Liska, J. Stampfl Additive Manufacturing, 2018, 21, 209-214.

[4] R. Wolff, K. Ehrmann, P. Knaack, K. Seidler, C. Gorsche, T. Koch, J. Stampfl, R. Liska Polymer Chemistry, 2022,DOI: 10.1039/d1py01665b

[5] G. Peer, P. Dorfinger, T. Koch, J. Stampfl, C. Gorsche, R. Liska Macromolecules (Washington, DC, US), 2018, 51, 9344-9353.

[6] C. Dall'Argine, A. Hochwallner, N. Klikovits, R. Liska, J. Stampf, M. Sangermano, Macromolecular Materials and Engineering, 2020, 305, 2000325.

[7] N. Klikovits, L. Sinawehl, P. Knaack, T. Koch, J. Stampfl, C. Gorsche, R. Liska, ACS Macro Letters, 2020, 9, 546-551.

[8] G. Schöpf xtechnik, Das digitale Zeitalter Der Kunststofffertigung, 2021, 4. November, 12-17.