Wann alte Additive gegenüber neuer Technologie verwendet werden sollten

Fused Deposition Modeling (FDM), manchmal auch Fused Filament Fabrication (FFF) genannt, ist ein Herstellungsverfahren, das es seit dem Aufkommen der additiven Technologie gibt. S. Scott Crump entwickelte und kommerzialisierte dieses Verfahren in den späten 1980er und frühen 90er Jahren, nachdem er Stratasys gegründet hatte, und das FDM-Verfahren ist seitdem zum Synonym dafür geworden, wie viele Menschen heute über 3D-Druck denken.

FDM-3D-Drucker arbeiten, indem sie thermoplastische Filamente durch eine beheizte Düse extrudieren und Schichten aus geschmolzenem Kunststoff auf eine Bauplattform auftragen. Sobald die Schichten abgekühlt sind, ist das Teil fertig.

Die Herstellung mit FDM-Technologie ist oft einfacher und unkomplizierter als die Verwendung neuerer additiver Technologien wie Carbon Digital Light Synthesis (DLS), Stereolithographie (SLA) oder HP MultiJet Fusion (MJF), da sie nur Hitze und Kunststoff beinhaltet – keine Wannen, Harze oder UV-Licht erforderlich.

Hochmoderne additive Fertigungstechnologien wie DLS und MJF sind spannend und versprechen neue Möglichkeiten – aber das bedeutet nicht unbedingt, dass sie für jedes Projekt die beste Option sind. Häufig übersehen Produktteams, die von der Neuheit und Begeisterung der neuen 3D-Drucktechnologie angezogen werden, die Vorteile älterer additiver Fertigungstechnologien wie FDM. In vielen Fällen liefert FDM jedoch tatsächlich die besten Ergebnisse.

Warum sollten Sie sich für herkömmliche Additive gegenüber der neuen 3D-Drucktechnologie entscheiden?

Ingenieure sollten erwägen, ältere Additive anstelle neuer 3D-Drucktechnologien zu verwenden, da diese Methoden jahrzehntelange Kampftests überstanden haben. Da FDM seit Jahrzehnten weit verbreitet ist, verfügt es über eine robustere Wissensbasis als neuere Technologien. Da sie mit dem FDM-Prozess vertraut sind und sich seiner Grenzen bewusst sind, können Ingenieure und Produktteams mit Zuversicht bauen und innovative Designs ausprobieren.

In Bezug auf die Materialoptionen übertrifft das Legacy-Additiv verschiedene 3D-Drucktechnologien. FDM ist mit einer Vielzahl von Thermoplasten kompatibel – von ABS über Nylon bis hin zu TPU – die seit vielen Jahren getestet, reguliert und gut angenommen werden. Tatsächlich können Ingenieure, die an andere Kunststoffherstellungsverfahren wie Spritzgießen gewöhnt sind, problemlos eine FDM-Maschine verwenden, um ein Teil aus genau demselben Material zu bauen, das sie normalerweise verwenden würden.

Im Vergleich dazu werden immer noch jüngere Materialien für die 3D-Drucktechnologie evaluiert, und in fünf oder sechs Jahren könnten Produktteams feststellen, dass das Material, das sie für ihren letzten Produktionslauf verwendet haben, nicht die beste Wahl war, um eine langfristige Leistung sicherzustellen. Ingenieure können diesen potenziellen Schmerzpunkt vollständig eliminieren, indem sie herkömmliche Additive verwenden.

Darüber hinaus ist FDM die einzige Additivtechnologie, die mit ULTEM® (PEI) kompatibel ist, dem einzigen Hochleistungsthermoplast, das für die Verwendung in der Luft- und Raumfahrtindustrie zugelassen ist. Durch die Verwendung von Legacy-Additiven können Ingenieure anspruchsvollere, innovative Anwendungsfälle in streng regulierten Branchen verfolgen.

Ein weiterer Faktor, der eine breitere Design- und Konstruktionsflexibilität im FDM-Prozess verspricht, ist die physische Größe der FDM-Maschinen und ihrer Arbeitsbereiche. FDM-Maschinen sind im Allgemeinen größer als neue 3D-Drucktechnologien, was die Herstellung größerer Teile ermöglicht. MJF-, SLA- und DLS-Maschinen bieten alle kleinere Arbeitsbereiche, wodurch die Größe der herstellbaren Teile eingeschränkt wird.

Schließlich ist FDM im Allgemeinen zuverlässiger als die neue 3D-Drucktechnologie, wenn es um 3D-Rapid-Prototyping geht. Dieser Prozess ist schnell, zuverlässig, effizient und ideal für die Erstellung mehrerer Prototypen, ohne die Kosten in die Höhe zu treiben.

Auswahl zwischen additiven Fertigungstechnologien

Ungeachtet dieser Hauptvorteile hat das herkömmliche Additiv seine Nachteile. Beispielsweise wird FDM im Allgemeinen nicht für verbraucherorientierte Produkte oder Anwendungen empfohlen, für die eine saubere Oberflächenbeschaffenheit erforderlich ist, da die Filamentextrusion oft merkliche Texturunterschiede auf dem Teil hinterlässt. Es kann auch schwierig sein, winzige Merkmale oder Gitter mit FDM zu erstellen. In Situationen wie diesen wäre es sinnvoller, eine neuere 3D-Drucktechnologie einzusetzen.

Bei der Entscheidung zwischen additiven Fertigungstechnologien ist es am besten, zuerst Größe und Geometrie zu berücksichtigen. Diese Faktoren werden den Pool der voraussichtlichen Prozesse erheblich einschränken. Wenn ein Ingenieur ein großes Kunststoffteil drucken möchte, kann er sicher sein, dass FDM wahrscheinlich zu den besten Fertigungsoptionen gehört.

Wenn ein Ingenieur ein kleineres Teil drucken möchte, kann er eine breitere Palette von Prozessen in Betracht ziehen, wobei zu beachten ist, dass Carbon DLS nur für Teile empfohlen wird, die kleiner als die Handfläche sind. Wenn ein Techniker ein verbraucherorientiertes Produkt mit komplizierten Details oder einer hohen Auflösung drucken möchte, ist er besser dran, seine Bewertung auf DLS, SLS oder MJF einzugrenzen.

Nachdem Größe und Form berücksichtigt wurden, können Ingenieure und Produktteams genauer vorgehen und anfangen, über Materialien, Kosten, Produktionsgeschwindigkeit und -volumen und mehr nachzudenken.

Bauen Sie bessere Teile mit fachmännischer Beratung und Anleitung

Wenn es um additive Fertigungstechnologien geht, ist neuer nicht immer besser. FDM wurde vor über dreißig Jahren entwickelt, zählt aber immer noch zu den führenden additiven Fertigungstechnologien für Rapid Prototyping und die Fertigung großer Teile.

Außerdem übertrifft es verschiedene 3D-Drucktechnologien, wenn es um verfügbare Materialien geht. Dennoch gibt es Fälle, in denen die neue 3D-Drucktechnologie etwas bietet, was herkömmliche Additive nicht bieten können. Es liegt an den Produktteams, ihrer Sorgfaltspflicht nachzukommen, um sicherzustellen, dass sie die am besten geeignete Additivtechnologie für ihr jeweiliges Projekt auswählen.

Unser Team bei Fast Radius verfügt über umfangreiche Erfahrung mit FDM und neueren additiven Technologien. Wir können Ihnen bei der Auswahl des richtigen Prozesses für Ihr Projekt helfen und bieten Design-for-Manufacturing-Support (DFM) für alle von uns angebotenen Technologien. Sehen Sie sich einige der Produktentwicklungs- und Designarbeiten für die additive Fertigung an, die wir für Kunden wie Satair, Colgate-Palmolive und Steelcase durchgeführt haben. Wir helfen Ihnen dabei, Ihr Projekt auf die nächste Stufe zu heben. Kontaktieren Sie uns noch heute, um loszulegen.

Weitere Einblicke in die additive Technologie erhalten Sie in den zugehörigen Artikeln im Fast Radius Learning Center.

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