Stereolithografie (SLA): Hochpräzise Prototypen mit Licht und Harz

Im Kosmos des Rapid Prototyping gehört die Stereolithografie (SLA) zu den präzisesten und detailreichsten Verfahren. Insbesondere, wenn es um die Darstellung filigraner Geometrien, komplexer Oberflächen oder optisch ansprechender Modelle geht, ist SLA kaum zu schlagen.

Anders als bei Verfahren wie FDM oder SLS arbeitet SLA mit einem UV-Laser, der flüssiges Kunstharz schichtweise aushärtet. Das Ergebnis: glatte Oberflächen, hohe Maßhaltigkeit und extrem feine Details – ideal für Präsentationsmodelle, medizinische Prototypen, technische Miniaturkomponenten oder Formen für den Vakuumguss.

In diesem Beitrag erläutern wir, warum die SLA-Technologie ein integraler Bestandteil moderner Prototypenentwicklung ist, für welche Einsatzgebiete sie sich besonders eignet und wie Sie das Maximum an Qualität und Funktionalität herausholen.

Wie funktioniert Stereolithografie (SLA)?

Das Grundprinzip ist einfach, aber technologisch hochentwickelt:

1. Ein lichtempfindliches Harz (Photopolymer) wird in einem Tank bereitgestellt.

2. Ein UV-Laser oder Projektor belichtet selektiv die Oberfläche – und härtet die gewünschte Geometrie aus.

3. Das Bauteil senkt sich nach jeder Schicht leicht ab (typisch: 25–100 μm), um die nächste zu belichten.

4. Nach dem Bauprozess wird das Modell gereinigt und in einem UV-Härtungsofen nachgehärtet.

Das Resultat ist ein hochpräzises Kunststoffmodell mit feinen Kanten, scharfen Konturen und glatter Oberfläche.

Vorteile von SLA im Überblick

Vorteil	Beschreibung
Höchste Detailtreue	Auflösungen bis 25 Mikrometer
Glatteste Oberflächen	Ideal für Präsentation und Ergonomie
Enge Toleranzen	Maßabweichungen unter ±0,1 mm möglich
Transparente & flexible Materialien verfügbar	Für optische und funktionale Tests
Schnelle Herstellung bei kleinen Teilen	Ideal für Miniaturisierung und Medizinprodukte

Gerade dort, wo Ästhetik, Haptik und Präzision entscheidend sind, bietet SLA einen enormen Vorteil gegenüber anderen additiven Verfahren.

Typische Anwendungen von SLA-Prototypen

• Designmodelle für Produktpräsentationen

• Technische Funktionsmuster mit präzisen Passungen

• Kleinseriengehäuse in der Medizintechnik oder Elektronik

• Feinguss-Modelle für Metallteile (Lost-Wax-Verfahren)

• Mastermodelle für Silikonformen (Vakuumguss)

• Dentalmodelle, chirurgische Schablonen, Hörgerätegehäuse

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Wie diese Anwendungen strategisch in einen iterativen, digitalisierten Entwicklungsprozess eingebettet werden können, zeigt der Beitrag zur effizienten Umsetzung von Rapid Prototyping in verschiedensten Branchen.

Materialvielfalt bei SLA-Harzen

Die Zeiten, in denen SLA nur fragile Kunstharzmodelle lieferte, sind vorbei. Heute steht eine breite Materialpalette zur Verfügung:

Materialtyp	Eigenschaften	Anwendung
Standard Resin	Glatt, detailliert, kostengünstig	Designmodelle
Tough Resin	Schlagzäh, leicht flexibel	Funktionstests
High Temp Resin	Temperaturresistent (bis 230 °C)	Gussformen, Thermotests
Dental Resin	Biokompatibel, sterilisierbar	Medizinprodukte
Flexible Resin	Gummiähnlich	Dämpfer, Dichtungen
Clear Resin	Transparent, polierbar	Lichtleiter, optische Komponenten

Je nach Anwendung kann also zwischen unterschiedlichen Harzen gewählt werden – auch in Kombination mit Nachbearbeitung wie Lackieren, Färben oder Beschichten.

Vergleich SLA vs. andere 3D-Druckverfahren

Kriterium	SLA	FDM	SLS
Oberfläche	Sehr glatt	Sichtbare Schichten	Leicht rau
Detailtreue	Sehr hoch	Mittel	Hoch
Toleranzen	±0,05–0,1 mm	±0,2–0,5 mm	±0,1–0,3 mm
Materialkosten	Mittel	Günstig	Hoch
Stabilität	Mittel (je nach Harz)	Hoch (z. B. PLA, PETG)	Sehr hoch (z. B. PA12)

SLA eignet sich daher insbesondere in der Konzept- und Designphase, weniger jedoch für Bauteile mit hohen mechanischen Belastungen.

Nachbearbeitung von SLA-Modellen

Die Nachbehandlung ist ein wesentlicher Bestandteil der SLA-Prozesskette:

1. Reinigen: In Isopropanol, um überschüssiges Harz zu entfernen

2. UV-Nachhärtung: Stellt endgültige Festigkeit und Maßhaltigkeit her

3. Stützstruktur entfernen: Mechanisch oder thermisch, möglichst ohne Spuren

4. Finishing: Schleifen, Polieren, Lackieren – je nach Anwendung

Gerade bei transparenten oder präsentationsfähigen Bauteilen ist eine professionelle Nachbearbeitung unerlässlich.

Fallbeispiel: SLA-Prototyp für ein medizinisches Diagnosegerät

Ein MedTech-Unternehmen entwickelt ein kompaktes Blutanalysegerät. Die Herausforderung: Das Gehäuse muss nicht nur gut aussehen, sondern auch auf Ergonomie, Bedienbarkeit und Bauraumoptimierung getestet werden.

Durch SLA konnten mehrere Designvarianten in kurzer Zeit umgesetzt werden:

• Feine Schriftzüge und Sensoröffnungen

• Transparente Gehäuseteile zur Lichtführung

• Flexible Tastenbereiche mit Softtouch-Harzen

Das Feedback von Ärzten und Anwendern floss direkt in die nächste Iteration ein – ohne Serienwerkzeuge und monatelange Wartezeit.

SLA als Einstieg in den Feinguss

Ein oft unterschätzter Anwendungsbereich von SLA ist die Herstellung von Urmodellen für den Feinguss (Lost-Wax-Casting). Die hohe Detailtreue macht SLA ideal für:

• Schmuckstücke

• Zahnersatz

• Metallminiaturen

• Präzisionskomponenten

Das SLA-Modell wird in Wachs getaucht, anschließend ausgeschmolzen und durch Metall ersetzt – mit minimalem Toleranzverlust.

Tipps für maximale Qualität mit SLA

• Modellorientierung im Bauraum optimieren – beeinflusst die Stützstruktur und Oberfläche

• Material gezielt auswählen: Nicht jedes Harz ist gleich – prüfen Sie Festigkeit, Temperaturverhalten und Transparenz

• Bauteilgröße beachten: Große Teile neigen zu Verzug, kleinere Bauteile lassen sich schneller und präziser fertigen

• Feinschliff lohnt sich: Insbesondere für Designmodelle ist Nachbearbeitung entscheidend für den „Wow“-Effekt

Fazit

Die Stereolithografie ist und bleibt ein Schlüsselverfahren im Rapid Prototyping, wenn es auf Präzision, Oberflächenqualität und Detailreichtum ankommt. Ob in der Medizintechnik, im Konsumgüterdesign oder als Feingussmodell – SLA liefert Ergebnisse, die sowohl funktional als auch ästhetisch überzeugen.

Gerade in frühen Projektphasen, in denen Präsentation, Haptik und Ergonomie im Fokus stehen, ist SLA oft die beste Wahl. In Kombination mit anderen Verfahren wie FDM oder CNC entstehen Prototypen, die nicht nur schnell, sondern auch professionell sind.