Das FDM-Verfahren, auch bekannt als Fused Deposition Modeling, ist eines der wichtigsten Verfahren beim 3D-Druck. Es ermöglicht das schichtweise Aufbauen von 3D-Modellen durch das Schmelzen und Auftragen von Kunststoffmaterialien.
Die Funktionsweise des FDM-Verfahrens besteht darin, dass ein Extruder das Filament, das aus Kunststoffmaterial besteht, schmilzt und durch eine Düse auf eine Druckplatte oder ein bereits gedrucktes Teil aufträgt. Der Extruder bewegt sich in den drei räumlichen Achsen (X, Y und Z), um das Modell Schicht für Schicht aufzubauen. Der Material Feeder, der das Filament transportiert, kann sich an verschiedenen Positionen befinden, je nach Design des 3D-Druckers.
Es gibt verschiedene Varianten des FDM-Verfahrens. Einige Drucker bewegen den Druckkopf in der X- und Y-Richtung und senken die Druckplatte in der Z-Richtung ab. Dies ermöglicht einen schnelleren Druck, da der Druckkopf eine geringe Masse hat und sich schnell bewegen kann. Andere Drucker haben einen beweglichen Druckkopf und eine feststehende Druckplatte.
Der Extruder besteht aus einem Wagen, der von Motoren in die verschiedenen Raumachsen bewegt wird, und einer Druckdüse mit Heizeinrichtung. Das Filament wird durch den Material Feeder befördert und im Extruder verflüssigt. Durch den Düsenausgang wird das geschmolzene Filament aufgetragen. Der Druck im Extruder wird durch den Material Feeder erzeugt.
Die meisten FDM-Drucker können nur einfarbige Modelle drucken, aber es gibt auch Drucker mit zwei Extrudern, die zwei Filament-Farben gleichzeitig verwenden können. Dadurch können zweifarbige Modelle erstellt werden. Es ist auch möglich, ein Filament für Stützstrukturen zu verwenden, das später leicht entfernt werden kann.
Das Druckbett, auf dem das 3D-Modell entsteht, besteht in der Regel aus Glas, Keramik oder Kunststoff. Bei teureren Druckern kann das Bett beheizt werden, was die Verwendung verschiedener Filamente ermöglicht. Wenn das Druckbett nicht beheizt werden kann, müssen Maßnahmen ergriffen werden, um sicherzustellen, dass das Modell während des Drucks nicht den Halt verliert, zum Beispiel durch die Verwendung von Klebestiften.
Das FDM-Verfahren hat eine Reihe von Vorteilen. FDM-Drucker sind erschwinglich und weit verbreitet. Es gibt eine große Auswahl an Materialien, die verwendet werden können, darunter PLA, ABS, PETG, Nylon und TPU. FDM-Drucker sind einfach zu bedienen und benutzerfreundlich.
Es gibt jedoch auch einige Nachteile des FDM-Verfahrens. Die Schichtdicke begrenzt die Detailgenauigkeit der gedruckten Teile. Da die Teile schichtweise aufgebaut werden, können sie strukturelle Schwächen aufweisen. Im Vergleich zu anderen Druckverfahren ist die Druckgeschwindigkeit begrenzt.
Die Auswahl des Verfahrens richtet sich nach den spezifischen Anwendungen, den Anforderungen an Material, Druckqualität und Druckzeit. FDM-Druck ist für viele Anwendungen geeignet, von Prototyping über die Herstellung von Werkzeugen und Vorrichtungen bis hin zur Produktion von Endprodukten. Es ist wichtig, die Vor- und Nachteile des FDM-Verfahrens zu berücksichtigen, um die bestmögliche Wahl für das jeweilige Projekt zu treffen.