Es gibt eine ganze Reihe unterschiedlicher 3D-Druckverfahren – von günstig und schnell bis aufwendig und teuer. Jedes hat seine ganz speziellen Eigenschaften und ist geeignet für unterschiedliche Anwendungen. In einer kleinen Serie möchte ich euch unsere Druckverfahren bei BAM vorstellen, angefangen mit dem FDM-Druckverfahren.

Die Abkürzung FDM bedeutet Fused Deposition Modeling und beide Ausdrücke sind geschützte Marken der Firma Stratasys. Die alternative Bezeichnung ist Fused Filament Fabrication (FFF). Ende der 1980-er Jahre entwickelt ist es heute eines der einfachsten und günstigsten Druckverfahren, weshalb es auch bei vielen Hobby-Druckern zuhause zum Einsatz kommt. Selbstverständlich aber findet es auch im professionellen Umfeld Anwendung.

Wie funktioniert FDM / FFF?

Im Grunde benötigt das fused deposition modeling Verfahren drei Elemente: einen Druckkopf, eine Grundplatte und Filament – also das Druckmaterial. Das Filament wird von einer Spule abgewickelt und in einen beheizbaren Druckkopf – den sog. Extruder – eingeleitet. Dort wird es auf etwa 200°C erhitzt, aufgeschmolzen und mit Druck senkrecht von oben aus dem Extruder auf die Bauplattform gelegt. Der Extruder bewegt sich dabei auf der xy-Achse. Das Material härtet sehr schnell aus, die Grundplatte fährt auf der z-Achse eine Schicht-Dicke nach unten und die nächste Schicht, der sogenannte Layer, kann auf die darunterliegende aufgebracht werden. So entsteht Layer für Layer das zu druckende Objekt. Bei überhängenden Strukturen werden Stützkonstruktionen angebracht, die nach dem Druck wieder entfernt werden können.

Welche Materialen werden verwendet?

Das FDM-Verfahren funktioniert mit einer Vielzahl an thermoplastischen Polymeren und weiteren Materialien, die sogar Eigenschaften wie Hitzebeständigkeit, elektrische Leitfähigkeit oder biologische Abbaubarkeit haben. Mit Ausnahme von Antero und der ULTEM-Materialien lässt sich bei allen Materialien eine wasserlösliche Stützstruktur verwenden, die im Nachgang rückstandslos entfernt werden kann. Bei Antero und ULTEM wird das Stützmaterial weggebrochen, was teilweise sichtbare Stellen hinterlassen kann.

FDM-Materialien bei BAM

  • PC
  • PC-ABS
  • ABS-M30 
  • ABS ESD7 
  • Antero 800NA
  • FDM Nylon 12 
  • FDM Nylon 12CF
  • ULTEM 1010 resin 
  • ULTEM 9085 resin
  • Diran
  • TPU 

Für welche Bauteile eignet sich FDM?

Die klassischen Einsatzbereiche für FDM / FFF sind Konzeptstudien, funktionale Prototypen, Bauteile für Funktionstests oder auch Endanwendungen. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit, Bauteile im Vorrichtungs- und Werkzeugbau und für die Herstellung von Betriebsmitteln zu nutzen. Da die Präzision des fused deposition modeling Verfahrens eher gering und die Oberflächenbeschaffenheit mäßig gut ist, eignet es sich weniger für bewegliche Bauteile oder Bauteile mit komplexen und feinen Geometrien. Dafür weisen die Materialien eine hohe Festigkeit und Steifigkeit auf. Typisch sind die erkennbaren Druckbahnen auf der unbehandelten Oberfläche, aus denen das gedruckte Bauteil besteht.

FDM: Gut und günstig

Fazit: Das FDM Verfahren ist genau dann das richtige, wenn die Oberfläche und die Feinheit der Geometrien nicht absolut perfekt sein müssen und das Material ggf. bestimmte Eigenschaften erfüllen muss. Wir bei BAM haben die Geräte Markforged MarkTwo, Stratasys F370 und Stratasys 450mc Fortus erfolgreich im Einsatz, mit denen wir die unterschiedlichsten Anforderungen im FDM- bzw. FFF-Verfahren umsetzen können.

Technische Details

  • Min. Bauteilgröße (H x B x T): 5 x 5 x 5 mm 
  • Max. Bauteilgröße (H x B x T): 406 x 355 x 406 mm 
  • Schichtdicke: 0,254 mm (0,127 – 0,330 mm möglich) 
  • Toleranzen: +/- 0,2 mm 
  • Min. Wandstärke: 0,8 mm 
  • Min. Strukturgröße: 0,5 mm 
  • Losgrößen: 1 – 50 Stück 
  • Beste Dateiformate: STEP oder STL 
  • Lieferzeit: Versandfertig ab drei Werktagen