Seite 2: Dreidimensionale Drucke im Prototypenbau

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Der Laser zeichnet eine Struktur in die Flüssigkeit, die überall bei Kontakt verhärtet. Nachdem so eine Schicht fertig ist, senkt sich die Plattform eine Schichtdicke weit ab und der Prozess beginnt erneut für die nächste Schicht. Das noch flüssige Kunstharz ist dabei nichttragend, daher werden Werkstücke in der Stereo­lithographie bei Inseln oder zu starken Überhängen mit Stützstrukturen ausgegeben, die ein Arbeiter später entfernt. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, ein Mediziner will die Nachbildung eines menschlichen Kopfes herstellen. Sobald der Laser die erste Schicht des Gaumenzäpfchens in das Bad schreibt, liegt es dort als eine Art Insel ungestützt frei und versinkt noch im Bau. Andere Stellen wie etwa die Nase haben zu große Überhangwinkel, sodass sich die neue Materialschicht verformen könnte.

Scheibchenweise
Die Stützstrukturen erstellt ein Operator mit Software-Hilfe bei der Aufbereitung der CAD-Ausgangsdaten. Bei BMW kommt wie häufig in der Autoindustrie die CAD-Suite CATIA zum Einsatz. Deren Modelle werden fürs Schichten durch einen Prozess aufbereitet, der passenderweise „Slicing“ heißt. Dem Namen entsprechend schneidet das Slicing-Programm dabei die Vektordaten in die für das jeweilige Verfahren benötigten Scheibchen. Vorher noch erhalten die Daten die beschriebenen Stützstrukturen – und um die Maschinen möglichst effizient zu bestücken, sollen möglichst viele Bauteile pro Prozess möglichst günstig liegen. Einen Handschuhfachdeckel kann die Maschine zum Beispiel liegend mit vielen Stützen fertigen oder senkrecht mit sehr wenigen. Auch für diesen Arbeitsschritt gibt es Algorithmen, die versuchen, möglichst effizient zu puzzlen, in der Praxis kommen diese allerdings meist nur zur Vorarbeit zum Einsatz, weil ein menschlicher Operator immer noch die besten Bestückungen macht – gerade im Hinblick auf den gesamten Arbeitsablauf. Das fertige, schichtweise aufbereitete Teilepuzzle als Datenmaterial heißt „Bau-Job“. Diesen arbeitet die Maschine in einigen Stunden ab, und der Operator fährt danach die Plattform aus dem Kunstharzbad, auf der jetzt die fast fertigen Teile stehen sollten. Diese werden unter UV-Licht komplett ausgehärtet, von Stützstrukturen befreit und sind damit fertig für den Einsatz.