Was ist ein hochauflösender 3D-Drucker? Die einfachste Definition könnte lauten: eine Maschine, die Teile mit geringen Mindestgrößen in der XY-Ebene und in der Z-Achse additiv herstellen kann. "Niedrig" und "hoch" sind jedoch relative Begriffe, und keiner von beiden bezeichnet ein bestimmtes Maß oder gar einen Wertebereich. Mindestfeaturegrößen sind auch nicht dasselbe wie Mindestteilgrößen, und Größe ist - wie Genauigkeit und Präzision - etwas anderes als Auflösung. Wenn Sie also einen hochauflösenden 3D-Drucker benötigen, lohnt sich ein genauerer Blick auf einige Definitionen und dann auf einige Gerätebeispiele.
Auflösung vs. Genauigkeit vs. Präzision
Um die Auflösung zu verstehen, ist es hilfreich, mit dem zu beginnen, was sie nicht ist. Obwohl die Begriffe manchmal synonym verwendet werden, ist Auflösung nicht dasselbe wie Genauigkeit oder Präzision. Nehmen wir ein Dartspiel zur Veranschaulichung dieses Punktes. Unter Genauigkeit versteht man die Nähe einer Messung zum wahren Wert (d. h. das Bullseye im Ziel). Wenn ein Dartpfeil die Mitte des Bullseye trifft, dann war der Schuss genau. Bei der Präzision hingegen geht es um die Reproduzierbarkeit (d. h. darum, jedes Mal denselben Punkt auf der Zielscheibe zu treffen). Das ist nicht dasselbe.
Eine Gruppe von Pfeilen kann alle an der gleichen Stelle landen, aber der Spieler wird das Spiel nicht gewinnen, wenn diese Stelle ein äußerer Ring auf der Zielscheibe ist. Wie das Diagramm unten zeigt, gibt es vier mögliche Szenarien mit Genauigkeit und Präzision. Das Ziel ist immer, das Bullseye der Zielscheibe zu treffen, aber nur hohe Genauigkeit und hohe Präzision sind eine Gewinnkombination. Außerdem sind weder Genauigkeit noch Präzision dasselbe wie die Auflösung, d. h. die kleinste Entfernung, die ein Spieler zwischen den gelandeten Pfeilen feststellen kann.
Auflösung vs. Größe: Makroskala, Mikroskala und Nanoskala
Auflösung ist auch etwas anderes als Objektgröße oder Bauvolumen. Hier ist es wichtig, den Maßstab zu berücksichtigen. Makroskalige 3D-Drucker produzieren Geometrien, die in Millimetern (mm) und mehr, einschließlich Zentimetern (cm), gemessen werden. Einige 3D-Drucker im Makromaßstab sind in der Lage, Merkmale herzustellen, die im Verhältnis zur Größe eines Teils "klein" sind, aber "klein" hat im Makromaßstab eine andere Größenordnung als im Mikro- oder Nanomaßstab. Sowohl 3D-Drucker im Mikro- als auch im Nanobereich können kleine Teile herstellen, aber die Geometrie im Mikrobereich wird in Mikrometern (µm) gemessen, während die Geometrie im Nanobereich in Nanometern (nm) gemessen wird. Diese Maßeinheiten sind sehr unterschiedlich, da ein Mikrometer tausendmal größer ist als ein Nanometer.
Bei einem hochauflösenden 3D-Drucker ist die Fähigkeit, relativ kleine bzw. niedrige Mindestgrößen von Merkmalen zu erreichen, von entscheidender Bedeutung. Es gibt jedoch auch Unterschiede zwischen den 3D-Drucktechnologien, die zu berücksichtigen sind. Beim Fused Deposition Modeling (FDM) ist die Auflösung eine Funktion der kleinsten Bewegung, die der Extruder innerhalb einer einzelnen Schicht ausführen kann. Bei der Stereolithografie (SLA) ist sie eine Funktion der Spotgröße des UV-Lichtstrahls. Bei der Projektions-Stereolithografie (PµSL), einer Form des SLA-Drucks, wird stattdessen ein UV-Lichtblitz verwendet, um die schnelle Photopolymerisation einer ganzen Schicht aus flüssigem Harz zu bewirken. Auch dieses Verfahren bietet eine hohe Auflösung.
