FDM – Das meistgenutzte Verfahren im 3D-Druck

Was ist FDM?

FDM, die Abkürzung für Fused Deposition Modeling, ist das weltweit am häufigsten verwendete 3D-Druckverfahren. Es gehört zu den additiven Fertigungsmethoden, bei denen ein dreidimensionales Objekt durch das schichtweise Auftragen von Material aufgebaut wird. FDM wurde ursprünglich in den späten 1980er Jahren von Scott Crump entwickelt und 1991 durch das Unternehmen Stratasys kommerzialisiert. Es ist besonders beliebt aufgrund seiner Einfachheit, Kosteneffizienz und der Verfügbarkeit einer breiten Palette von Materialien.

Funktionsweise von FDM

Das FDM-Verfahren verwendet thermoplastisches Filament, das in einer Spule gelagert ist. Der Druckprozess beginnt, indem das Filament durch einen Extruder in das Hotend des 3D-Druckers geführt wird. Dort wird es erhitzt, bis es schmilzt. Das geschmolzene Material wird dann durch eine Düse (Nozzle) extrudiert und auf die Druckplattform aufgetragen, wo es Schicht für Schicht das gewünschte Objekt bildet.

Wichtige Schritte im FDM-Prozess:

Filamentzufuhr: Das Filament wird von einer Spule abgerollt und kontinuierlich in das Hotend gefördert.
Schmelzen und Extrudieren: Das Filament wird im Hotend erhitzt und in flüssiger Form durch die Nozzle extrudiert.
Schichtaufbau: Das extrudierte Material wird präzise auf das Druckbett aufgetragen, wo es abkühlt und aushärtet. Dieser Vorgang wiederholt sich Schicht für Schicht, bis das vollständige Objekt entsteht.

Vorteile von FDM

FDM bietet mehrere Vorteile, die zu seiner weiten Verbreitung beigetragen haben:

Kostengünstig: Die Geräte- und Materialkosten für FDM-Drucker sind relativ niedrig, was es zu einer erschwinglichen Option für Hobbyisten, Bildungseinrichtungen und Unternehmen macht.
Vielseitige Materialauswahl: FDM unterstützt eine Vielzahl von Filamenten, darunter PLA, ABS, PETG, Nylon und flexible Materialien wie TPU.
Einfachheit: FDM-Drucker sind einfach zu bedienen und erfordern weniger technische Kenntnisse als andere 3D-Druckverfahren.

Herausforderungen und Einschränkungen

Trotz seiner Vorteile hat FDM auch einige Herausforderungen und Einschränkungen:

Oberflächenqualität: Da das Objekt schichtweise aufgebaut wird, können sichtbare Schichtlinien auftreten, was eine Nachbearbeitung erforderlich machen kann, um eine glattere Oberfläche zu erzielen.
Warping: Besonders bei Materialien wie ABS kann es zu Warping kommen, wenn das gedruckte Objekt während des Abkühlens schrumpft und sich verzieht.
Geschwindigkeit: FDM ist im Vergleich zu einigen anderen 3D-Druckverfahren relativ langsam, besonders bei komplexen oder großen Objekten.

Anwendungsbereiche von FDM

FDM findet in vielen Bereichen Anwendung, darunter:

Prototyping: FDM ist ideal für die schnelle Erstellung von Prototypen, da es kostengünstig und relativ schnell ist.
Bildung: Viele Schulen und Universitäten nutzen FDM-Drucker, um Studenten die Grundlagen des 3D-Drucks und der additiven Fertigung beizubringen.
Endprodukte: Mit hochwertigen Filamenten und optimierten Druckparametern kann FDM auch für die Herstellung von funktionsfähigen Endprodukten verwendet werden.

Zusammenfassung

FDM (Fused Deposition Modeling) ist ein robustes und vielseitiges 3D-Druckverfahren, das sowohl von Einsteigern als auch von erfahrenen Anwendern geschätzt wird. Seine einfache Handhabung, breite Materialauswahl und Kosteneffizienz machen es zu einem bevorzugten Verfahren für eine Vielzahl von Anwendungen, von Prototyping bis hin zur Kleinserienproduktion. Trotz einiger Herausforderungen, wie der sichtbaren Schichtlinien und des Potenzials für Warping, bleibt FDM eine der am weitesten verbreiteten Technologien in der Welt des 3D-Drucks.