FDM-3D-Druck

FDM-3D-Druck (Fused Deposition Modeling), auch FFF (Fused Filament Fabrication) genannt, ist das am weitesten verbreitete 3D-Druckverfahren. Ein Kunststofffaden (Filament) wird in einer Düse aufgeschmolzen und Schicht für Schicht auf der Bauplattform abgelegt, bis das physische Bauteil entsteht. Im Deutschen ist auch der Begriff Schmelzschichtung üblich, die Norm ISO/ASTM 52900 ordnet das Verfahren der Materialextrusion zu.

Die wichtigsten Vorteile des FDM-Drucks sind Verfügbarkeit, Geschwindigkeit und eine große Materialauswahl. Für Prototypen werden am häufigsten verwendet: PLA (günstig, leicht zu drucken, industriell kompostierbar), PETG (zäher, geeignet für Funktionsteile), ABS und ASA (höhere Temperaturbeständigkeit, ASA zusätzlich UV-beständig), Polyamid (Nylon, hohe Zähigkeit) und TPU (flexible Teile).

Die Genauigkeit liegt üblicherweise bei ±0,2 bis 0,5 mm, abhängig von Drucker, Material, Bauteilgröße und Druckorientierung. Für Prototypen, die Form und Montage absichern, reicht das in der Regel aus. Für Teile mit engen Toleranzen sind SLA-Druck oder CNC-Bearbeitung die bessere Wahl.

Grenzen setzen die anisotropen mechanischen Eigenschaften (senkrecht zu den Schichten ist das Bauteil am schwächsten), sichtbare Schichtlinien und die notwendigen Stützstrukturen bei Überhängen. Durch Nachbearbeitung (Schleifen, Spachteln, Lackieren) lässt sich die Optik deutlich verbessern.

FDM-Druck eignet sich für die erste physische Prüfung von Form und Einbausituation, für größere Teile, bei denen andere Verfahren teuer wären, und für einfache Funktionsteile ohne hohe Genauigkeitsanforderungen: Halter, Abdeckungen, Vorrichtungen, Schablonen, Lehren oder Elektronikgehäuse.

Dank niedriger Stückkosten passt das Verfahren auch zu schnellen Iterationen, bei denen innerhalb weniger Tage mehrere Varianten getestet werden. Aus technischen Materialien (PETG, ASA, faserverstärktes Polyamid) lassen sich auch Teile für einen begrenzten Praxiseinsatz drucken.

Der häufigste Fehler ist eine ungünstige Ausrichtung des Bauteils auf der Bauplattform. Wirkt die Last senkrecht zu den Schichten, kann das Teil schon bei geringer Kraft entlang einer Schichtgrenze aufreißen. Teilen Sie Ihrem Dienstleister deshalb mit, wie das Teil belastet wird, oder geben Sie die Orientierung vor.

Rechnen Sie mit Maßabweichungen und Schwindung, besonders bei ABS und Polyamid sowie bei großen, flachen Teilen, die sich verziehen können. Bohrungen für Stifte und Lager fallen meist zu klein aus und sollten nachgebohrt oder aufgerieben werden. Klären Sie bei der Anfrage Material, Schichthöhe, Füllgrad (Infill) und Anzahl der Konturen (Wandlinien) sowie die Frage, ob das Entfernen der Stützstrukturen im Preis enthalten ist.