Das FDM-Verfahren und seine Vorteile & Nachteile

Zu den beliebtesten 3D Druck-Technologien gehört zweifellos das Fused Deposition Modeling, bekannt unter der Abkürzung FDM. Wegen der vergleichsweise geringen Anschaffungskosten von Drucker und Material gilt diese 3D Technologie im Heimanwender-Bereich fast als konkurrenzlos. Auch im industriellen Bereich gehört der FDM-Druck nebst SLA und SLS zu den wichtigsten additiven Fertigungsverfahren.

Wir haben an dieser Stelle daher einmal die wichtigsten Fakten zum FDM-Verfahren zusammengefasst, einschliesslich der Pros und Kontras. 

Wie funktioniert FDM-Druck eigentlich?

Das FDM-Verfahren gehört zu den wenigen 3D Druck-Verfahren, die sowohl ohne Laser als auch ohne UV-Licht auskommen. Gerade dieser, kostensparende Umstand dürfte nicht zuletzt dazu beigetragen, dass gerade dieses Verfahren seinen Siegeszug im Heimanwender-Bereich antreten konnte.

Dabei wird dem FDM-Drucker ein als Feststoff (in Rollen- oder Stäbchenform) vorliegendes Filament zugeführt, der es in seinem Extruder schmilzt. Über Hotend und Düse druckt das Gerät dieses geschmolzene Material nun auf ein Druckbett auf, wobei er die in den 3D Dateien festgelegte Struktur nachzeichnet. Abhängig vom Typus des FDM-Druckers kann das Druckbett sowohl ruhend als auch beweglich sein. Wegen der besseren Anhaftung und Ablösbarkeit ist das Druckbett eines FDM-Druckers zudem meist beheizt.

Wer hat es erfunden?

Als Erfinder des FDM-Verfahrens gilt der US-Amerikaner Scott Crump, der es 1989 zum Patent anmeldete. Der FDM-Druck ist damit um einige Jahre jünger als die Stereolithografie (1984 zum Patent angemeldet) und geringfügig jünger als das Selektive Lasersintern (Patent-Anmeldung 1988). 2009 lief der Patentschutz auf das FDM-Verfahren aus, was seinerzeit eine gewaltige Innovationswelle im Bereich 3D Druck auslöste.   

Vorteile des FDM-Verfahrens

  • kostengünstigstes 3D Druck-Verfahren auf zwei Ebenen
  • schnelles additives Verfahren geeignet für Rapid Prototyping
  • konstante Weiterentwicklung wegen hoher Verbreitung der Technologie

Hauptvorteil des FDM-Verfahren ist unumstösslich der Kostenfaktor. FDM gilt derzeit als das kostengünstigste verfügbare 3D Druck-Verfahren, was sowohl die Drucker, als was auch das Filament betrifft. Zudem ist das Fused Deposition Modeling ein besonders schnelles additives Verfahren, welches somit gerade im Rapid Prototyping die gewünschten Ergebnisse liefert.

Hinzu profitieren Sie von einem hohen Entwicklungs- und Optimierungstempo bei FDM 3D Druckern. Die grossflächige Verbreitung dieses Verfahrens bringt eine stetige Verbesserung mit sich. Dies gilt zunächst einmal für Händler und Hersteller, die FDM-Drucker auf der Basis von Kundenfeedbacks permanent weiterentwickeln. Gerade dank seiner Verbreitung unter Heimanwendern sind es in diesem Fall jedoch auch die Nutzer selbst, die über Open Source Communities zur stetigen Verbesserung dieser Technologie beitragen.

Nachteile des FDM-Verfahrens

  • für eine hohe Oberflächengüte ist eine Nachbearbeitung notwendig
  • durch die schichtweise Fertigung kann es zum Bruch der Modelle kommen

Ein grosser Schwachpunkt des FDM-Drucks liegt darin, dass dieses Verfahren in aller Regel keine glatten Oberflächen hervorbringt. Die einzelnen, beim Drucken entstehenden Schichten bleiben nämlich deutlich erkennbar. Für Endprodukte ist diese additive Technologie daher nur dann geeignet, wenn nach dem Druck eine entsprechende Nachbearbeitung erfolgt. Diese kann zum Beispiel durch Gleitschleifen, Lackieren oder Infiltrieren erfolgen.

Darüber hinaus geben die Schichten vor, in welche Richtung ein entstehendes Objekt welche einwirkenden Kräfte aufnehmen kann. So können Zugkräfte senkrecht zur Druckrichtung dazu beitragen, dass die Schichten schneller getrennt werden, das Objekt also schlimmstenfalls bricht. Diese Umstände gilt es, schon bei der Konstruktion des Modells miteinzubeziehen.

 

Möchten Sie mehr über die verschiedenen 3D Druck-Verfahren erfahren?

Hier haben wir die wichtigsten additiven Technologien mit ihren Vor- und Nachteilen aufgelistet und zeigen Ihnen auf, für welche Materialien und Anwendungsgebiete wir die Fertigungstechnologien empfehlen.

ZUR ÜBERSICHT DER WICHTIGSTEN TECHNOLOGIEN

 

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