3D Druck

FDM (Fused Deposition Modeling) und FFF (Fused Filament Fabrication) bezeichnen ein identisches 3D-Druckverfahren, das zur Kategorie der Materialextrusion gehört. Es ist das am weitesten verbreitete Verfahren im Bereich der additiven Fertigung und wird sowohl von Hobbyanwendern als auch von professionellen Unternehmen eingesetzt.

•    Inhaltsverzeichnis
  1. Funktionsweise
  2. Materialien
  3. Vorteile
  4. Nachteile
  5. Anwendungen
  6. Innovation und Trends
  7. Weiterführende Quellen

Funktionsweise

Beim FDM/FFF-Druck wird ein drahtförmiges Kunststofffilament erhitzt und durch eine bewegliche Extrusionsdüse positionsgenau aufgetragen. Das Material erstarrt nach dem Auftragen und bildet Schicht für Schicht das gewünschte Bauteil.

• Materialzufuhr: Das Filament wird von einer Spule in den Extruder geführt.
• Erwärmung: Im Hotend wird das Filament auf Schmelztemperatur erhitzt.
• Extrusion: Die Düse trägt das Material auf die Bauplattform auf.
• Schichtaufbau: Das Objekt entsteht durch sukzessives Auftragen von Schichten.

Materialien

• PLA (Polylactid): biologisch abbaubar, einfach zu drucken.
• ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol): robust, temperaturbeständig.
• PETG: gute Kombination aus Festigkeit und Flexibilität.
• Hochleistungskunststoffe wie Nylon oder Polycarbonat für industrielle Anwendungen.

Vorteile

• Kostengünstig und weit verbreitet.
• Einfache Handhabung und große Materialvielfalt.
• Geeignet für Prototypen, Modelle und Kleinserien.
• Offene Bauweise ermöglicht Anpassungen und Modifikationen.

Nachteile

• Sichtbare Schichtlinien, begrenzte Oberflächenqualität.
• Mechanische Eigenschaften geringer als bei Spritzguss.
• Begrenzte Genauigkeit im Vergleich zu SLA oder SLS.

Anwendungen

• Prototypenbau in Industrie und Forschung.
• Herstellung von Ersatzteilen und Funktionsmustern.
• Bildungssektor und Maker-Community.
• Kleinserienproduktion von Gehäusen, Werkzeugen und Designobjekten.

Innovation und Trends

• Mehrfach-Extrusion für mehrfarbige oder multimateriale Drucke.
• Verbesserte Düsen- und Extruder-Technologien.
• Integration von Slicer-Software mit KI-gestützten Algorithmen.
• Industrielle FDM-Drucker für Hochleistungskunststoffe.

FDM/FFF ist das Standardverfahren für den Einstieg in den 3D-Druck und bietet eine ideale Kombination aus Kosten, Flexibilität und Anwendungsbreite. Trotz seiner Einschränkungen bleibt es ein zentraler Bestandteil der additiven Fertigung.

Weiterführende Quellen

Mehr Informationen sind auf diesen Links zu finden.

• Quelle: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mame.202200197
• Quelle: https://www.hubs.com/knowledge-base/fdm-3d-printing-materials-compared/