Fertigung : Heiß, heißer, Hot Lithography

In der additiven Fertigung (Additive Manufacturing, kurz AM) ist die Kombination aus Bauteilpräzision und Materialeigenschaften der Schlüssel zum technisch industriellen Einsatz. Im Bereich der Kunststoff-AM können derzeit nur vorwiegend lichthärtende (lithographische) Drucktechnologien mit dem geforderten und aus dem Spritzguss bekannten Präzisionsniveau mithalten. Die mittels lithographischem 3D-Druck hergestellten Bauteile weisen jedoch vorwiegend spröde Materialeigenschaften und/oder eine geringe Wärmeformbeständigkeit auf und bieten daher kaum zufriedenstellende Lösungen für den industriellen Produktionssektor.

Cubicure fand dafür auf Seite des Verarbeitungsprozesses eine neue Lösung. In der Vergangenheit konnten verfahrensspezifisch nur sehr dünnflüssige Harzsysteme eingesetzt werden. Die Lösungssuche endete in der Entwicklung der Hot Lithography, einer heißlithographischen Verfahrensart, welche bei exakt kontrollierbaren Prozessbedingungen schwer verarbeitbare und hochviskose Grundstoffe präzise zu dreidimensionalen Objekten formen kann. Man bediente sich dazu bekannten Konzepten der Laser-Stereolithographie, erweiterte diese aber durch innovative Beheizungs- und Beschichtungsverfahren. Mit Präzisions-Laser-Scanner Systemen können dadurch Objektdetails mit bis zu 0,02 mm Genauigkeit aufgelöst und mit dem Spritzguss vergleichbare Oberflächenrauheiten erzielt werden.

Ein wesentlicher Prozessvorteil der Hot Lithography ist vor allem die Möglichkeit, zähflüssige Pasten und dadurch auch gefüllte Polymersysteme prozesssicher und mit höchster Genauigkeit zu verarbeiten. Über anorganische oder organische Füllstoffe können zusätzliche Materialeigenschaften im Kunststoff integriert werden. Einen großen Vorteil kann dies im Bereich schwer brennbarer oder selbstverlöschender Materialien darstellen. Insbesondere Anwendungen im Elektronik- und Mobilitätsbereich haben höchste Anforderungen an Material und Bauteil, wodurch dieser Sektor bisher nur in sehr geringem Ausmaß von 3D-gedruckten Teilen profitieren konnte.

Ersatzteile im Bahnbereich, aber auch Grundkomponenten elektronischer Systeme, müssen verschiedenste Zertifizierungen durchlaufen. Darunter auch die UL94, einen Test zur Brennbarkeit von Kunststoffen für Teile in Geräten und Anwendungen. Cubicure ist es gelungen, einen UL94-V0 zertifizierbaren und damit schwer entflammbaren Kunststoff zu entwickeln. Die Kundenbasis geht über Europa hinaus. Aktuell arbeiten Konzerne sowohl aus dem Silicon Valley wie auch aus Japan mit den Hot Lithography 3D-Druckern des Wiener Unternehmens.

Kurz nach dem fünfjährigen Firmenjubiläum erhält Cubicure für seinen Hot Lithography Fertigungsprozess das Prozesszertifikat des TÜV Austria und beweist damit die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit des Verfahrens. Im vierten Quartal des Jahres 2020 wurde der Hot Lithography Fertigungsprozess von Kunststoffbauteilen unter die Lupe genommen. Dabei wurden sowohl die Herstellung der Photopolymerprodukte, der Verarbeitungsprozess auf den 3D-Druckanlagen sowie das interne Qualitätsmanagementsystem auditiert. Laut Markus Pfaffinger, COO bei Cubicure, ist es das Ziel, die Hot Lithography Technologie als Fertigungsverfahren für die Massenproduktion von Kunststoffbauteilen zu etablieren.