Fused Deposition Modeling — Eine kurze Einführung

Fused Deposition Modeling bleibt eine der beliebtesten Techniken für den 3D-Druck bei Bastlern, AM-Büros und industriellen Fertigungsunternehmen gleichermaßen. In diesem Tutorial werfen wir einen genaueren Blick auf die Mechanik des Prozesses und geben einige praktische Tipps, um das Beste aus Ihren ausgewählten Materialien und 3D-Druckern herauszuholen.

Was ist Fused Deposition Modeling?

Beim Fused Deposition Modeling werden 3D-Objekte gedruckt, indem ein erhitzter Faden verwendet wird, um manuell Materialschichten aufzubauen. Ein thermoplastisches Material wird bis zum halbflüssigen Zustand erhitzt, wonach ein Extrusionskopf die Schichten auf einem beheizten Druckbett aufbaut. Um ein Durchhängen während und nach dem Drucken zu vermeiden, werden normalerweise wasserlösliche Trägermaterialien verwendet, die später entfernt werden.

Die in FDM verwendeten Thermoplaste sind vielseitig einsetzbar und langlebig, was eine hohe Genauigkeit und Stabilität ermöglicht. Obwohl gedruckte Teile, die mit FDM erstellt wurden, in der Regel eine ziemlich raue Oberfläche aufweisen, stehen eine Vielzahl von Nachbearbeitungstechniken zur Verfügung, sodass glattere Oberflächen durchaus erreichbar sind. Auch für die Farbgebung stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, darunter das Imprägnieren des Materials und das Lackieren oder Beschichten am Ende des Druckprozesses.

FDM ist eine beliebte Wahl für Prototyping-Projekte, da Funktionsteile aus denselben Materialien hergestellt werden können, die für die endgültigen Produktionsversionen verwendet werden. Es wird auch für Kleinserienproduktionsanwendungen verwendet.

Auswahl des richtigen Materials

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist aufgrund seiner Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und Vielseitigkeit seit langem das am häufigsten verwendete FDM-Material sowohl für Prototypen als auch für Produktionsteile. PLA liegt knapp dahinter und ist eine gute Option für 3D-Modelle mit vielen feinen Details, obwohl die Finishteile ziemlich spröde sind, so dass es nicht unbedingt für Funktionsteile geeignet ist. Beliebt sind auch Polycarbonat (PC) und Polyetherimid (PEI). PC ist insbesondere das beste FDM-Material, wenn es um die mechanische Festigkeit geht.

Eine bemerkenswerte Eigenschaft bestimmter FDM-Materialien besteht darin, dass sie für Lebensmittel, Getränke und medizinische Anwendungen geeignet sind. Gute Beispiele wären PC-ISO, PPSF und ULTEM 9085, obwohl die verschiedenen Nylonfilamente, die jetzt für den FDM-Druck erhältlich sind, in diesem Bereich immer beliebter werden.

Erzielen Sie großartige Ergebnisse aus Ihren Modellierungsprojekten mit fusionierter Ablagerung

Unabhängig davon, für welches Material Sie sich letztendlich entscheiden, und für welches spezifische Druckermodell Sie verwenden, gibt es einige praktische Dinge, die Sie tun können, um die Leistung zu optimieren und das bestmögliche Endergebnis zu erzielen. Beachten Sie diese Punkte, wenn Sie Ihr 3D-Modell für den Druck vorbereiten:

• Wenn Filament die Düse während des Druckvorgangs verstopft, überprüfen Sie die Extrusions- und Rückzugsgeschwindigkeiten.
• Wenn sich Überhänge in Ihre gedruckten Teile einschleichen, versuchen Sie es mit einer kleinen Reduzierung der Extrusionstemperatur.
• Berücksichtigen Sie bei der Auswahl der Füllungseinstellungen den Zweck Ihres Teils, da dies dazu beiträgt, die Gesamtfestigkeit des Endergebnisses zu bestimmen. Für funktionale Artikel sind höhere Füllungseinstellungen (d. h. 75% oder mehr) erforderlich, während in anderen Fällen die Füllung verringert werden kann, um Materialkosten zu senken und die Druckzeit zu verkürzen.
• Sind die richtigen Einstellungen für die Plattformhaftung ausgewählt? Wenn sich während des Druckens an der Unterseite Ihres Teils ein Verziehen auftritt, wurde möglicherweise die falsche Plattformhaftungseinstellung ausgewählt, sodass das Teil nicht richtig am Druckbett haftet.
• Ist aus ästhetischen oder funktionellen Gründen eine Nachbearbeitung erforderlich? Mit FDM hergestellte Teile haben von Natur aus poröse Oberflächen, was problematisch sein kann, wenn das Teil für Lebensmittel, Getränke oder medizinische Anwendungen verwendet wird. In solchen Fällen muss das Finish nach dem Druck versiegelt werden.
• Stellen Sie sicher, dass Ihr Druckbereich ausreichend belüftet ist. Bestimmte Materialien, die für FDM verwendet werden – einschließlich des allseits beliebten ABS – geben während des Druckvorgangs Dämpfe ab, die potenziell empfindliche Personen reizen können. Drucken Sie immer in einem gut belüfteten Bereich und versorgen Sie das Personal bei Bedarf mit Handschuhen, Schutzbrillen usw.