FDM-Druck

Begriffserklärung „FDM-Druck“

„Fused Deposition Modeling“ (FDM) oder „Fused Filament Fabrication“ (FFF) ist ein Verfahren im Bereich des 3D-Drucks, bei dem ein Werkstück schichtweise aus einem schmelzbaren Kunststoff oder Metall aufgebaut wird. Das Druckmaterial wird im FDM-Druck „Filament“ genannt.

Das Schmelzschicht-Verfahren wurde in den späten 1980er-Jahren von S. Scott Crump entwickelt, erste kommerzielle Druckanwendungen entstanden in den 1990er-Jahren.

Der Begriff „Fused Deposition Modeling“ und seine Abkürzung FDM sind Marken der Firma Stratasys. Stratasys ist ein US-amerikanisch-israelischer Hersteller von 3D-Druckern und 3D-Produktionssystemen.

Ein anderer Name für diesen Prozess ist „Fused Filament Fabrication“ (FFF), der von Mitgliedern des RepRap-Projekts für die rechtlich unbedenklich Verwendung des Begriffs geprägt wurde.

Druckvorbereitung beim FDM- (FFF) Druck

Bevor der 3D-Druck beginnt, muß zunächst ein 3D-Model in Form einer STL-Datei mithilfe eines CAD-Programmes erstellt werden. Ein Slicer zerschneidet anschließend das 3D-Objektmodell in viele kleine horizontale Schichten und sendet die Daten an den Mikrocontroller des 3D-Druckers. Der 3D FDM Drucker kann jetzt mit dem eigentlichen Druck beginnen.

Funktionsprinzip des FDM-Druckers

Beim Schmelzschicht-Verfahren wird zunächst ein Punktraster auf die Oberfläche aufgebracht, ähnlich wie bei einem normalen Tintendrucker. Ein Extruder befördert Druckmaterial (Filament) von einer Rolle in das Hotend des Druckkopf (wo es geschmolzen wird) und über die Druckdüse wird – wie bei einem Tintenstrahldrucker – ein „Tropfen“ halbflüssiges Filament ausgegeben.

Wenn die erste Schicht gedruckt wurde, beginnt der 3D-Drucker mit der nächsten Schicht und anschließend den restlichen Lagen (Layern).

Die Schichtdicke eines Layer liegt zwischen 0,025 und 1,25 mm. Es können Voll- und Hohlkörper hergestellt werden. Verfahrensbedingt (je nach 3D-Drucker) ist die druckbare Wandstärke des Hohlkörpers beispielsweise auf 0,2 mm begrenzt.

Werkstoffe, Druckmaterialien, Filamente

Der Werkstoff – das Druckmaterial – wird Filament genannt. Das Material kann aus folgenden Materialien bestehen:

• Polyethylen,
• Polypropylen,
• Polylactid,
• ABS,
• PETG und
• thermoplastischen Elastomeren

Steuerung eines FDM-Drucker

Ein 3D-Drucker auf Basis des FDM-Verfahrens wird mit G-Code (einer Programmiersprache für numerische Steuerungen) gesteuert. CAD-Programme (z.B. TinkerCad) liefern oft nur komplexe Formate wie das STL-Format, weshalb ein Slicer diese Datei in eine Reihe von Befehlen im G-Code Format umwandeln muss.

Der Bruder des FDM-Druckers

FDM-Drucker haben einen Bruder – den SLA-Drucker. Auch hier erfolgt die Produktion schichtweise, aber mit anderen Materialien und Verfahren.

Tipps zum Thema „FDM/FFF 3D-Drucker“

Wenn ein Kauf ansteht, lohnt es sich über eine Website zum Thema „Tests & Kaufberatung“ erste Tipps zu suchen und gefundene Informationen auszuwerten. Es gibt teure und billige Anbieter. „Günstig“ ist aber meist in Verbindung mit „preiswert“ zu bewerten.

Bevor in Foren nach Lösungen zu Problemen gesucht wird, sollten auftretende erkannte Fehler untersucht werden, um Rückschlüsse auf Fehlerquellen zu finden. Oft wird nur eine Kleinigkeit übersehen oder versehentlich etwas verstellt, gelöscht.

Letzte Änderung am 1. Januar 2024