FDM 3D-Druck: So funktioniert das Schmelzschichtverfahren
Von Patrick Garmatz · Veröffentlicht am
FDM steht für Fused Deposition Modeling, auf Deutsch in etwa Schmelzschichtverfahren. Es ist das mit Abstand verbreitetste Verfahren im 3D-Druck. Genau das setzen wir bei PaDoGa ein. Wer sagt "ich habe mir einen 3D-Drucker gekauft", meint in neun von zehn Fällen einen FDM-Drucker.
Wie funktioniert FDM?
Der Drucker erhitzt das Filament, einen Kunststofffaden, und presst es durch eine kleine Düse. Diese Düse fährt über eine Druckplattform und trägt das Material Schicht für Schicht auf. Jede Lage verbindet sich mit der darunter, bis das fertige Teil entstanden ist. Von unten nach oben.
Die Düse hat standardmäßig 0,4 mm Durchmesser. Die Schichthöhe, also wie dick jede einzelne Lage ist, liegt meist zwischen 0,1 und 0,3 mm. Dünner bedeutet feinere Oberfläche, aber auch längere Druckzeit. Ein Teil das mit 0,1 mm gedruckt wird, braucht grob dreimal so lange wie dasselbe Teil mit 0,3 mm.
Welche Materialien werden eingesetzt?
Ein großer Vorteil von FDM ist die Materialvielfalt. Je nach Anforderung gibt es eine ganze Reihe von Kunststoffen zur Auswahl.
PLA ist der Standard für alles, was gut aussehen soll: günstig, in vielen Farben verfügbar, saubere Oberflächen. Es eignet sich gut für Prototypen, Modelle, Deko-Objekte und alles, was nicht draußen steht oder Hitze ausgesetzt ist.
Für technische Anwendungen ist PETG die erste Wahl: zäher als PLA, feuchtigkeitsbeständig und bei Temperaturen bis etwa 70 °C stabil. Wer Bauteile für den Motorraum, Maschinenteile oder ähnliches braucht, greift zu ABS oder technischen Materialien wie Carbon-Nylon. Die sind deutlich steifer und temperaturbeständiger, aber auch teurer und aufwändiger zu drucken.
Schichthöhe und Kosten
Feine Schichthöhe (0,1 mm) macht die Oberfläche glatter, braucht aber deutlich mehr Druckzeit. Für Funktionsteile, die niemand sieht, reichen 0,2 oder 0,3 mm völlig aus. Das spart Zeit und damit direkt Kosten.
Wofür eignet sich FDM?
FDM eignet sich für Prototypen, Ersatzteile, Kleinserien und Hobbyprojekte. Kurz: für alles, was kein perfektes Oberflächenfinish braucht. Die Schichtstruktur ist beim fertigen Teil immer leicht sichtbar. Das ist verfahrensbedingt und lässt sich durch Schleifen und Grundieren stark verbessern, aber nie vollständig eliminieren.
Für sehr feine Details unter 0,5 mm oder Oberflächen, die ohne Nacharbeit hochglatt sein müssen, gibt es andere Verfahren wie Resin-Druck. Für alles andere ist FDM die schnellste und günstigste Option.
Was FDM nicht kann
Überhänge über etwa 45° brauchen Stützstrukturen, die nach dem Druck entfernt werden. Das hinterlässt Spuren an den Kontaktstellen. Wer sein Modell so konstruiert, dass steile Überhänge vermieden werden, spart sich die Nacharbeit.
Auch wasserdichte Teile sind mit FDM schwer zu erreichen. Die Schichtgrenzen sind nicht hermetisch. Für druckfeste Behälter oder elastische Dichtungen gibt es geeignetere Materialien und Verfahren.
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