Von „druckbar“ zu „produzierbar“: Lichtaushärtende Harze durchbrechen kontinuierlich Leistungs- und Anwendungsgrenzen

Vom Modellbau zur industriellen Fertigung, vom kreativen Design bis zur Medizintechnik und Zahnmedizin, bis hin zu flexiblen Konsumgütern und intelligenter Fertigung: Immer mehr Branchen setzen auf lichtaushärtenden 3D-Druck als Produktionswerkzeug. Diese Transformation wird nicht nur durch Fortschritte in der Gerätetechnologie vorangetrieben, sondern auch durch kontinuierliche Durchbrüche bei den Materialeigenschaften.

Als eines der ersten Unternehmen in China, das sich mit lichtaushärtenden Materialien beschäftigte, hat eSUN Materialinnovationen stets als entscheidende Entwicklungsrichtung betrachtet. Ein Blick auf die Entwicklung der letzten Jahre zeigt: Unser Fokus lag nie nur darauf, mehr Produkte auf den Markt zu bringen, sondern darauf, kontinuierlich auf die sich ständig ändernden Anforderungen der Branche zu reagieren.

eSUN Harz-Materialsystem

01 Beginn mit biobasierten Materialien zur Verbesserung des lichtaushärtenden Druckerlebnisses

In der Anfangszeit litten lichtaushärtende Harze häufig unter Problemen wie starken Gerüchen, was die Arbeitsumgebung und das Benutzererlebnis beeinträchtigte und die Einstiegshürde für den Desktop-Lichtaushärtungsdruck erhöhte.

Gestützt auf die technische Expertise des Unternehmens im Bereich Biomaterialien synthetisierte eSUN eigenständig biobasierte Oligomere und brachte 2016 das erste inländische biobasierte lichtaushärtende Harz auf den Markt – das biobasierte Harz (eResin-PLA). Durch die Verbesserung der Formeldesigns an der Quelle reduziert dieses Material effektiv reizende Gerüche, während die Formgenauigkeit erhalten bleibt. Darüber hinaus werden durch die Substitution erdölbasierter Rohstoffe durch biobasierte Rohstoffe die Treibhausgasemissionen des Produkts um 40 % reduziert – eine „neue umweltfreundliche Ära“ für den lichtaushärtenden 3D-Druck.

Im Jahr 2020 wurde das eSUN biobasierte Hochpräzisionsharz eingeführt. Dieses Material hat inzwischen drei Biokompatibilitätszertifizierungen bestanden.

Details von Modellen, die mit biobasiertem Hochpräzisionsharz gedruckt wurden

02 Anpassung an Marktanforderungen und Erweiterung auf professionelle und technische Anwendungen

Da die 3D-Drucktechnologie ihre Anwendungen in Bereichen wie Medizin und Industrie vertieft, die höhere Präzision und Zuverlässigkeit erfordern, übernehmen Materialien zunehmend mehr funktionale Anforderungen: höhere Festigkeit, höhere Zähigkeit, stabilere Maßgenauigkeit, bessere Haltbarkeit und die strengen Anforderungen an Biokompatibilität in medizinischen Szenarien.

Ausgehend von diesen Anforderungen vervollständigt eSUN kontinuierlich sein Sortiment an technischen und professionellen Anwendungsharzen.

In der Dentalmedizin sind die Präzision und Biosicherheit von chirurgischen Hilfsschablonen harte Anforderungen der Branche. Herkömmliche Schablonenmaterialien halten keiner Dampfsterilisation bei hohen Temperaturen stand und bergen Compliance-Risiken hinsichtlich Zytotoxizität. Zu diesem Zweck entwickelte eSUN das Surgical Guide Resin (SG100). Dieses Material zeichnet sich durch hohe Transparenz und geringe Wasseraufnahme aus und unterstützt die Dampfsterilisation bei 134 °C unter hohem Druck. Aus technischer Sicht haben wir die Schmerzpunkte der Sterilisation und Biosicherheit effektiv überwunden. Dieses Produkt hat inzwischen 5 Biokompatibilitätstests bestanden, die EU-CE-Klasse-I-Zertifizierung und die US-FDA-Klasse-I-Registrierung erhalten und mehreren inländischen Kunden erfolgreich bei der Zertifizierung von Medizinprodukten der Klasse II geholfen – eine echte konforme Umsetzung von medizinischen Materialien.

Im Bereich der industriellen Fertigung ist es oft schwierig, „hohe Festigkeit“ und „hohe Zähigkeit“ von Harzmaterialien in Einklang zu bringen. Als Reaktion auf diesen Branchenschmerzpunkt startete das eSUN F&E-Team mit der Materialmodifizierung und brachte unter Nutzung der IPN-Technologie das Harz mit hoher Härte und hoher Zähigkeit auf den Markt. Dieses Material balanciert mechanische Eigenschaften effektiv aus und erreicht hohe Festigkeit, hohe Härte und hohe Zähigkeit. Es kann geschnitten werden und ist schlagfest – und wird derzeit in großem Umfang in der industriellen Fertigung eingesetzt.

03 Aufbau einer Ökologie für intelligente Fertigung und Bereitstellung maßgeschneiderter Branchenlösungen

In den letzten Jahren hat der lichtaushärtende 3D-Druck begonnen, in weitere Endbranchen wie Schuhe, Unterhaltungselektronik, Sportgeräte und Robotik vorzudringen. Neue Anwendungsszenarien bringen neue Herausforderungen mit sich.

Lange Zeit war der 3D-Druck von Elastomeren durch drei große Engpässe eingeschränkt. Auf der Materialseite erfordern die auf dem Markt vorherrschenden „Zweikomponenten“-Systeme manuelles Mischen, was Probleme wie umständliche Handhabung, kurze Topfzeit und geringe Materialausnutzung mit sich bringt und die Anpassung an kontinuierliche Produktionsanforderungen erschwert. Auf der Geräteseite werden Bottom-up-DLP-Systeme erheblich durch Trennkräfte beeinflusst. Beim Drucken dünnwandiger oder Gitterstrukturen neigen sie zu Verformungen und haben niedrige Erfolgsraten; zusammen mit komplexen Stützstrukturen und mühsamer Nachbearbeitung bleiben die Gesamtfertigungskosten hoch. Bei der Gitterkonstruktion gibt es zudem Schmerzpunkte wie Grenzflächenübergänge und Spannungskonzentrationen, Schwierigkeiten beim Entleeren und Reinigen des Harzes, Schäden an ultrafeinen Streben durch Trennkräfte sowie technische Effizienzherausforderungen bei der Massenanpassung.

Im Jahr 2025 brachte eSUN das FlexOne Hochleistungs-Einkomponenten-Doppelhärtungs-Elasthanharz auf den Markt. Durch das Einkomponenten-Design entfällt das umständliche Mischen und Dosieren herkömmlicher Zweikomponentenmaterialien, und es wird ein neuer Sprung bei der Zugfestigkeit und Biegefestigkeit der gedruckten Teile erreicht.

In der Zwischenzeit integriert iSUN3D, eine Untermarke von eSUN, weiterhin Materialien, Ausrüstung, Software, Prozesse und technische Dienstleistungen, um flexible und elastische 3D-Druck-Industrielösungen zu bilden. Derzeit wird diese Lösung in mehreren Bereichen wie 3D-gedruckten Schuhen, Unterhaltungselektronik, Sportausrüstung und humanoiden Robotern eingesetzt und hilft Kunden, eine schnelle Umsetzung von der Designvalidierung bis zur Großserienfertigung zu erreichen.

Der lichtaushärtende 3D-Druck beschleunigt seinen Schritt in Richtung professioneller Fertigung, und die Rolle der Materialien verändert sich ständig. In Zukunft wird eSUN weiterhin Materialinnovationen vorantreiben, die sich auf hohe Leistung, hohe Zuverlässigkeit und industrielle Anwendungen konzentrieren, und gemeinsam mit Geräteherstellern, Endkunden und Industriepartnern daran arbeiten, die lichtaushärtende 3D-Drucktechnologie in breitere professionelle Anwendungsszenarien zu bringen.