Technologien im 3D Druck - VAT Polymerization (VPP)

Heute ist das Vat Polymerization Verfahren (VPP) Thema. Das finale Verfahren der sieben AM Oberkategorien und auch das finale der Blogreihe zu den Technologien im 3D Druck.

Was ist VAT Polymerization (VPP, deutsch: Badbasierte Photopolymerisation)

Bei der VAT Polymerisierung werden flüssige Kunststoffe Schicht für Schicht gezielt mit einer Lichtquelle ausgehärtet. Als Material für diesen Prozess können solche Kunststoffe verwendet werden, die mit UV-Licht ausgehärtet werden können und in flüssiger Form vorliegen. Unter dem Oberbegriff VAT Polymerization fallen unter anderem die Prozesse SLA (Stereolithography), DLP (Digital Light Processing), SLT (Scan- LED Technology), MSLA (Masked Stereolithography), CLIP (Continous Liquid Interface Production) und 2PP (Two-Photon Polymerization).

Wie funktioniert VAT Polymerization

Anders als bei den Jetting-Verfahren, wird bei der VAT Polymerization keine Flüssigkeit auf eine Trägermedium aufgetragen, sondern das flüssige Material befindet sich bereits zu Beginn des Prozesses in einem Becken (engl. Vat). In dieses Becken wird die Bauplattform eingetaucht. Hier gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder wird die Plattform immer wieder in das Kunststoffbad eingetaucht (Bottom Up, deutsch = Von Unten nach Oben), oder die Plattform befindet sich in dem Kunststoffbad und bewegt sich immer weiter in dieses hinein (Top Down, deutsch = Von Oben nach Unten).

In beiden Varianten wird das Material gezielt mit einer Lichtquelle, beispielsweise ein Laser oder ein Projektor beleuchtet. Durch das UV-Licht polymerisiert das flüssige Material und wird fest. Danach bewegt sich die Bauplatte wieder um eine Schichtstärke ab/auf und der Kunststoff umfließt das Bauteil. Anschließend wird die eine neue Schicht belichtet und härtet so aus. Dieser Prozess wird so lange wiederholt, bis das Bauteil erstellt ist. Das übrig gebliebene Material wird am Ende abgegossen und für andere Bauteile verwendet werden.

Das Bauteil muss anschließend von überschüssigem, noch flüssigen, Material gereinigt werden und danach durch eine weitere UV-Bestrahlung zur finalen Festigkeit aus gehärtet werden.

Was sind Vorteile und Nachteile von VAT Polymerization

Dadurch, dass nur das Material verbraucht wird, welches tatsächlich im Bauteil benötigt wird, ist VAT Polymerization ein sehr Materialsparender Prozess. Jedoch braucht man für die Herstellung zu Beginn immer so viel Kunststoff-Flüssigkeit, um das Bad komplett zu füllen. Dieses Material kann für nachfolgende Bauteile verwendet werden.

Weiterhin ist VAT Polymerization vergleichsweise schnell und es können sehr große, aber auch extrem kleine Bauteile hergestellt werden, jedoch müssen die Bauteile arbeitsintensiv nachbearbeitet werden. Die Auswahl der Materialien ist eingeschränkt, da sie photosensitiv sein müssen.

Die Einstiegshürde ist gering bis medium: Es gibt recht günstige Anlagen für diesen Prozess, jedoch sind die eingesetzten Kunststoffe vor der Verarbeitung meist reizend bis giftig und Umweltschädigend. Somit müssen ausreichen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.

Wo wird VAT Polymerization eingesetzt?

VAT Polymerization ist vor allem wegen seiner schnellen Umsetzbarkeit beliebt im Bereich des Prototyping. Im Medizinbereich wird VAT Polymerization oft für die Zahnersatzherstellung verwendet. Auch im Formherstellung für Gussformen findet diese Technik Einsatz.

Wenn Sie mehr über das Vat Polymerization Verfahren erfahren möchten, kontaktieren Sie mich gerne über mein Kontaktformular.

Ihnen hat der Beitrag gefallen? Dann abonnieren Sie doch meinen Newsletter, so werden Sie benachrichtigt, sobald ein neuer Beitrag erscheint.

Robin

Disclaimer:

Die Reihe „Technologien im 3D Druck“ ist eine Reihe für 3D Druck Anfänger, die einen Überblick über alle Prozesse bekommen möchten. Die jeweiligen Prozesse sind daher einfach erklärt, um so vielen Lesern wie möglich Wissen über 3D Druck zu vermitteln. Manche Details wurden jedoch vereinfacht dargestellt, um die Texte verständlich zu halten und nicht unnötig kompliziert zu machen. Die Aussagen in den Texten sind daher nicht allgemeingültig und es gibt für jedes Verfahren genauso viele positive Aspekte wie negative Aspekte zu beachten. Es gibt nicht das eine beste Verfahren, welches alle Probleme löst und für jeden das Richtige ist. Entsteht durch das Lesen eines Artikels tieferes Interesse an einem Verfahren, möchte ich auf die Webseite des jeweiligen Herstellers verweisen und/oder auf passende Fachliteratur. Bei Fragen und Anmerkungen zu meinem Blog können Sie mich auch gerne kontaktieren.