FDM 3D Druck
Fused Deposition Modeling (FDM) ist ein gängiges 3D-Druckverfahren, bei dem ein thermoplastisches Filament schichtweise auf eine Bauplattform extrudiert wird.
Der Prozess beginnt, indem das Filament durch einen beheizten Extruder geführt wird, wodurch es schmilzt. Der Extruder bewegt sich dann präzise entlang vorgegebener Pfade und trägt das geschmolzene Material Schicht für Schicht auf, wobei jede Schicht auf der vorherigen aushärtet.
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Nach Abschluss des Druckvorgangs hat man ein dreidimensionales Objekt, das dem digitalen Design entspricht. Das FDM-Verfahren eignet sich besonders für den schnellen Prototypenbau, Lernprojekte und die Herstellung funktionaler Teile aus einer Vielzahl von Kunststoffmaterialien.
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FDM 3D Druck im Detail
Materialien:
Für den FDM-Druck werden verschiedene Arten von thermoplastischen Materialien verwendet. Die häufigsten Filamente sind ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), PLA (Polymilchsäure) und ihre verschiedenen Mischungen und Komposite, die Zusatzstoffe wie Holzpartikel, Carbonfaser, Metallpulver oder Leuchtpigmente enthalten können.
Druckerbauweise:
FDM-Drucker bestehen üblicherweise aus einem Druckbett (manchmal beheizt, um Verwerfungen zu verhindern), einem beweglichen Extruderkopf, der das Material aufträgt, und einem Filamentvorschubsystem. Die Bewegungen des Extruderkopfs werden durch Steppermotoren gesteuert, die präzise Positionierung in den X-, Y- und Z-Achsen ermöglichen.
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Hier ein typischer Einsteiger 3D Drucker:
Anycubic Kobra 2 3D-Drucker, 6-mal schneller Hochgeschwindigkeits 3D Printer mit 300mm/s, LeviQ 2.0 Auto-Leveling, Neuer Extruder und Kühlungssystem (Werbung)
oder die etwas günstigere Variante:
Anycubic Kobra 2 Neo 3D-Drucker, 250mm/s Hochgeschwindigkeits Einstiegs-3D-Printer, Schnellere Druckgeschwindigkeit, Userfreundlich für Anfänger, LeviQ 2.0 Auto-Leveling (Werbung)
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oder die fortgeschrittene Variante:
Creality K1 3D Drucker, FDM 3D Printer mit 600 mm/s Höchstgeschwindigkeit, Doppel Lüfternkühlung, Ein-Tasten-Selbsttest, Automatische Nivellierung, Druckgröße 220x220x250 mm (Werbung)
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Design und Vorbereitung:
Vor dem Druck muss das zu druckende Objekt in einem 3D-Modellierungsprogramm entworfen oder ein bereits existierendes Modell verwendet werden. Anschließend wird das Modell durch eine Software, den sogenannten Slicer, in Schichten zerlegt und in G-Code übersetzt, der die Bewegungen des Druckers steuert.
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Stützstrukturen:
Da FDM ein additives Verfahren ist, bei dem Objekte Schicht für Schicht aufgebaut werden, müssen manchmal Stützstrukturen hinzugefügt werden, um überhängende Teile zu stützen, bis das Material aushärtet. Diese Stützstrukturen werden nach dem Drucken entfernt.
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Vorteile:
FDM-Druck ist relativ kostengünstig und einfach zu bedienen, weshalb er sowohl für den Heimgebrauch als auch in der Industrie weit verbreitet ist. Die Anlagen sind robust und die Materialien sind vielfältig und zugänglich.
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Nachteile:
Im Vergleich zu anderen 3D-Drucktechnologien wie Stereolithografie (SLA) oder Selektivem Lasersintern (SLS) kann die Oberflächenqualität von FDM-Objekten rauer sein und die Detailgenauigkeit ist oft geringer. Außerdem gibt es Einschränkungen bei der Komplexität der druckbaren Geometrien, vor allem bei stark überhängenden Strukturen.
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Fazit:
FDM-3D-Druck hat eine breite Palette von Anwendungen, von der Herstellung einfacher Modelle und Prototypen bis hin zur Produktion von Endprodukten in Bereichen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und mehr. Durch die fortlaufende Entwicklung neuer Materialien und verbesserte Drucktechnologien erweitern sich die Möglichkeiten des FDM-Drucks ständig.
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Informationen zu den verschiedenen 3D Druck Filamenten findest du hier.(Werbung)