FDM (Fused Deposition Modeling)

FDM ist ein weit verbreitetes 3D-Druckverfahren, das sowohl im industriellen als auch im privaten Bereich eingesetzt wird.

Es gehört zur Kategorie der additiven Fertigung, bei der Objekte durch das schichtweise Auftragen von Material aufgebaut werden.

Insgesamt ist FDM aufgrund seiner Zugänglichkeit, Materialvielfalt und Einfachheit eines der populärsten 3D-Druckverfahren, besonders im Bereich des Rapid Prototyping.

Materialextrusion

FDM verwendet thermoplastische Filamente, die in fester Form vorliegen. Diese Filamente werden durch eine beheizte Düse geführt, die das Material schmilzt.

 

Schichtaufbau

Die geschmolzene Kunststoffmasse wird dann schichtweise auf eine Bauplattform aufgetragen, die sich nach jeder abgeschlossenen Schicht um die Höhe einer Schicht absenkt oder das Bauteil anhebt. Das Material kühlt und härtet sofort aus, sobald es auf die Plattform oder auf die vorherige Schicht aufgetragen wird.

 

Schichtverschmelzung

Jede neue Schicht wird auf die vorherige geschmolzen, sodass sie sich verbinden und das fertige Bauteil entsteht.

Vorteile

 

  • Kostengünstigkeit: FDM-Drucker und die benötigten Filamente sind relativ preiswert im Vergleich zu anderen 3D-Druckverfahren, was sie besonders für Einsteiger und kleinere Unternehmen attraktiv macht.

 

  • Materialvielfalt: Es gibt eine breite Auswahl an thermoplastischen Materialien, die für FDM verwendet werden können, darunter PLA, ABS, PETG und flexible Materialien wie TPU.

 

  • Einfache Bedienung: FDM-Drucker sind relativ benutzerfreundlich und erfordern keine komplizierte Nachbearbeitung.

 

  • Geringer Materialabfall: Da das Material nur dort extrudiert wird, wo es benötigt wird, gibt es wenig bis keinen Materialabfall.

Nachteile

 

  • Geringere Auflösung: Die Schichtdicke bei FDM-Drucken ist in der Regel größer, was zu einer weniger glatten Oberfläche führt. Die Schichten sind oft sichtbar, was die Oberflächenqualität beeinträchtigen kann.

 

  • Geringere Detailgenauigkeit: FDM ist weniger geeignet für das Drucken sehr feiner Details oder komplexer Geometrien, da die Düsenbreite und die Schichtdicke die Genauigkeit begrenzen.

 

  • Anisotropie: Da die Schichten in einer Richtung (vertikal) aufeinander aufgebaut werden, kann das fertige Bauteil in dieser Richtung schwächer sein. Die Haftung zwischen den Schichten ist oft nicht so stark wie innerhalb einer Schicht, was zu Schwachstellen führen kann.

 

  • Nachbearbeitung: Gedruckte Teile benötigen häufig eine Nachbearbeitung, insbesondere das Entfernen von Stützstrukturen oder das Glätten von Oberflächen, um ein ansprechendes Finish zu erzielen.

Typische Anwendungen

 

  • Prootyping: FDM wird häufig für die Erstellung von funktionalen Prototypen verwendet, die schnell und kostengünstig hergestellt werden müssen.

 

  • Modellbau: Architekten und Designer nutzen FDM-Drucker, um maßstabsgetreue Modelle ihrer Entwürfe zu erstellen.

 

  • Endverbraucherteile: In einigen Fällen wird FDM auch zur Herstellung von Endprodukten verwendet, insbesondere für kleine Serien oder kundenspezifische Teile.