SLA/DLP (Harz)

Feine Rastnasen, scharfe Kanten, Oberflächen fast wie aus dem Spritzguss: SLA Harz 3D Druck (Stereolithografie) ist das Verfahren der Wahl, wenn Detailtreue über allem steht. Statt geschmolzenem Kunststoffstrang wie beim FDM-Verfahren arbeitet der Harzdruck mit flüssigem Photopolymer, das Schicht für Schicht durch UV-Licht ausgehärtet wird. Das Ergebnis sind Bauteile mit Schichthöhen ab 25 µm — einzelne Schichten sind mit bloßem Auge kaum noch zu erkennen.

Unter dem Oberbegriff Harzdruck (Vat-Photopolymerisation) versammeln sich drei technische Varianten: klassisches SLA mit UV-Laser, DLP mit Projektor und MSLA mit LCD-Maske. Alle drei liefern vergleichbare Bauteilqualität, unterscheiden sich aber deutlich in Geschwindigkeit, Auflösung und Kostenstruktur.

Dieser Artikel erklärt, wie das Verfahren funktioniert, welche Harztypen es gibt, welche Toleranzen realistisch erreichbar sind — und wo die Grenzen liegen, die im Datenblatt gern verschwiegen werden.

So funktioniert SLA Harz 3D Druck: Photopolymerisation Schicht für Schicht

Im Zentrum steht eine Wanne mit flüssigem Kunstharz — einem Photopolymer, das unter UV-Licht (typisch 385–405 nm) vernetzt und aushärtet. Bei Desktop-Druckern taucht die Bauplattform von oben in die Wanne ein, bis nur noch ein hauchdünner Harzfilm zwischen Plattform und dem transparenten Wannenboden steht. Die Lichtquelle belichtet diesen Film selektiv genau dort, wo das Bauteil entstehen soll. Das belichtete Harz härtet aus, die Plattform hebt sich um eine Schichthöhe an, frisches Harz fließt nach — und der Zyklus beginnt von vorn.

Beim Anheben muss sich die frisch gehärtete Schicht vom Wannenboden lösen (das sogenannte Peeling). Diese Abzugskräfte sind der Grund, warum Harzdrucke fast immer Supportstrukturen brauchen: Sie verankern das Bauteil auf der Plattform und leiten die Kräfte ab. Nach dem Druck ist das Teil noch kein fertiges Bauteil, sondern ein sogenanntes Grünteil — die Polymerisation ist erst zu einem Teil abgeschlossen. Erst Waschen und UV-Nachhärtung bringen die finalen mechanischen Eigenschaften.

SLA, DLP und MSLA im Vergleich

Alle drei Varianten härten flüssiges Harz mit Licht — der Unterschied liegt darin, wie das Licht in die Schicht kommt:

Wichtig zu verstehen: Bei DLP und MSLA dauert eine Schicht immer gleich lang — egal ob ein Teil oder zwanzig Teile auf der Plattform stehen. Wer eine Plattform voll packt, druckt zwanzig Teile in derselben Zeit wie eines. Beim Laser-SLA wächst die Druckzeit dagegen mit der belichteten Fläche. Für die Praxis heißt das: MSLA und DLP spielen ihre Stärke bei vielen kleinen Teilen aus, Laser-SLA punktet mit besonders homogener Belichtung über große Bauräume.

Harztypen: vom Standardharz bis zum technischen Photopolymer

„Harz" ist keine Materialklasse, sondern ein Sammelbegriff — die Eigenschaften der ausgehärteten Teile unterscheiden sich enorm:

Die wichtigste Erkenntnis für Einsteiger: Standardharz sieht fantastisch aus, ist mechanisch aber deutlich schwächer als gedruckte Thermoplaste wie PETG oder ABS. Für belastete Funktionsprototypen braucht es Tough-Harze — oder gleich ein anderes Verfahren.

Auflösung, Toleranzen und Oberflächenqualität

Der Harzdruck arbeitet mit Schichthöhen von 25–100 µm (0,025–0,1 mm) — zum Vergleich: FDM liegt üblicherweise bei 0,1–0,3 mm. In Kombination mit der feinen XY-Auflösung entstehen Oberflächen, die ohne Nachbearbeitung nahezu schichtfrei wirken. Details ab etwa 0,2–0,3 mm lassen sich sauber darstellen, Gravuren und filigrane Gitter inklusive.

Bei den Maßtoleranzen sind ±0,1 mm bzw. ±0,2 % der Nennlänge (der größere Wert gilt) ein realistischer Richtwert für gut kalibrierte Prozesse. Zwei Effekte muss man einplanen: Harz schrumpft beim Aushärten leicht, und die Nachhärtung kann dünne, flächige Geometrien minimal verziehen. Für Passungen und Presssitze gelten deshalb dieselben Grundregeln wie bei anderen Verfahren — mehr dazu im Leitfaden Toleranzen und Passungen.

Ein struktureller Vorteil gegenüber FDM: Harzteile sind weitgehend isotrop. Da jede Schicht chemisch mit der vorherigen vernetzt, gibt es keine ausgeprägte Schwachstelle entlang der Schichtgrenzen. Die Bauteilfestigkeit hängt kaum von der Ausrichtung im Bauraum ab — beim FDM ist genau das ein zentrales Konstruktionsthema.

Konstruktive Untergrenzen: Wandstärken unter 0,5–1 mm werden kritisch (je nach Harz und Wandhöhe), und geschlossene Hohlräume sind tabu. Wer Teile aushöhlt, um Harz zu sparen, muss Drainagelöcher von mindestens 2–4 mm vorsehen — sonst bleibt unausgehärtetes Harz im Inneren eingeschlossen.

Nachbearbeitung: Waschen, Supports, Nachhärten

Kein Harzdruck ist ohne Nachbearbeitung fertig. Der Standard-Workflow:

1. Abtropfen und Waschen: Das Grünteil wird in Isopropanol (IPA, ≥ 90 %) oder speziellen Reinigern wie TPM gewaschen — typisch 5–15 Minuten, gern in zwei Bädern (vorgereinigt/sauber). Reste von Flüssigharz auf der Oberfläche würden sonst klebrig aushärten.
2. Trocknen: Vollständig ablüften lassen, Restfeuchte aus Sacklöchern und Hohlräumen ausblasen.
3. Supports entfernen: Vor dem Nachhärten sind die Stützen weicher und lassen sich sauberer abtrennen; nach dem Nachhärten brechen sie eher glatt, hinterlassen aber härtere Ansatzpunkte.
4. UV-Nachhärten: In einer UV-Kammer (405 nm), typisch 15–60 Minuten, oft bei 35–60 °C. Erst dieser Schritt bringt die im Datenblatt versprochene Festigkeit. Zu langes Nachhärten macht Teile spröder.
5. Optional: Supportpunkte verschleifen, grundieren, lackieren. Harzteile lassen sich hervorragend schleifen und lackieren — ein Grund, warum sie als Design- und Messemodelle so beliebt sind.

Typische Fehlerbilder im Harzdruck — und ihre Ursachen

• Teil reißt von der Plattform: Meist zu kurze Belichtung der ersten Schichten oder eine nicht plan getrimmte Plattform. Die Bodenschichten werden bewusst 10- bis 20-fach länger belichtet als der Rest.
• Delamination / Schichtrisse: Zu kurze Belichtungszeit pro Schicht, abgelaufenes oder zu kaltes Harz (unter ca. 20 °C Raumtemperatur steigt die Viskosität deutlich) oder eine trübe Wannenfolie (FEP/PFA).
• Cupping: Hohlkörper, die wie ein Saugnapf über der Folie hängen, erzeugen beim Peeling Unterdruck — die Folge sind Löcher oder abgerissene Wände. Abhilfe: Teil kippen und Entlüftungsbohrungen setzen.
• Zugeschwollene Details: Überbelichtung härtet Harz über die Kontur hinaus aus — feine Löcher wachsen zu, Gravuren verschwimmen. Belichtungszeit über Kalibrierdrucke ermitteln.
• Verzug beim Nachhärten: Dünne, flächige Teile verziehen sich unter UV und Wärme. Gleichmäßig drehen, moderat temperieren, kritische Flächen abstützen.

Dazu kommt das Thema Arbeitsschutz: Flüssiges Harz ist hautreizend und sensibilisierend. Nitrilhandschuhe, gute Belüftung und sauberes Arbeiten sind Pflicht — ausgehärtete Teile sind dagegen unkritisch handhabbar.

SLA oder FDM — wann lohnt sich welches Verfahren?

Die Faustregel: SLA für Optik und Detail, FDM für Funktion und Größe. Harzdruck gewinnt bei feinen Details, glatten Oberflächen, transparenten oder gießbaren Materialien und bei Miniaturen. FDM gewinnt bei mechanisch belasteten Bauteilen, großen Volumina, geringen Kosten pro Teil und bei der Materialvielfalt von PLA über TPU bis zu faserverstärkten Filamenten. Den ausführlichen Direktvergleich mit Entscheidungsmatrix findest Du unter FDM vs. SLA.

Für Serienbauteile mit hohen mechanischen Anforderungen lohnt außerdem der Blick auf die Pulverbettverfahren SLS und MJF: Sie drucken ohne Supports, liefern robuste PA12-Teile und skalieren besser in die Serie. Eine Gesamtübersicht aller Verfahren mit Stärken und Schwächen bietet unser Verfahrensvergleich.

Auch Grenzen des Harzdrucks gehören zur ehrlichen Beratung: Viele Standardharze altern unter Sonnenlicht — sie vergilben und verspröden. Für Außenanwendungen sind UV-stabilisierte Harze oder gleich Materialien wie ASA die bessere Wahl (siehe UV-Beständigkeit). Und wer Stückzahlen jenseits einzelner Prototypen plant, findet im Artikel Kleinserien im 3D-Druck die passenden Strategien.