Fused Deposition Modeling

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Kunststoffmodell eines Dinosauriers mit schichtweisem Auftrag und Stützstruktur
Das Video zeigt komprimiert auf vier Minuten das ca. 30-minütige Drucken einer Kugel im FDM-Verfahren

Fused Deposition Modeling (FDM; deutsch: Schmelzschichtung) bezeichnet ein Fertigungsverfahren aus dem Bereich des Rapid Prototyping, mit dem ein Werkstück schichtweise aus einem schmelzfähigem Kunststoff aufgebaut wird. Maschinen für das FDM gehören zur Maschinenklasse der 3D-Drucker.

Verfahren[Bearbeiten]

Im "Schmelzschicht"-Verfahren wird zunächst, ähnlich wie bei einem normalen Druckern, ein Raster von Punkten auf eine Fläche aufgetragen, wobei die Punkte durch die Verflüssigung eines drahtförmigen Kunststoff- oder Wachsmaterials durch Erwärmung, der Aufbringung durch Extrudieren mittels einer Düse, sowie einer anschließenden Erhärtung durch Abkühlung an der gewünschten Position in einem Raster der Arbeitsebene entstehen. Der Aufbau eines Körpers erfolgt üblich indem wiederholt, jeweils zeilenweise eine Arbeitsebene abgefahren und dann die Arbeitsebene "stapelnd" nach oben verschoben wird sodas eine Form schichtweise entsteht.

Die Schichtdicken liegen je nach Anwendungsfall zwischen 0,025-1,25 mm. Üblich können Vollkörper und Hohlkörper gefertigt werden. Die herstelllbaren Wandstärken bei einem Hohlkörper sind jedoch verfahrensbedingt, je nach 3D-Drucker, beschränkt - z.B. auf mindestens 0,2 mm.[1]

Bei der schichtweisen Modellherstellung verbinden sich damit die einzelnen Schichten zu einem komplexen Teil. Auskragende Bauteile können mit diesem Verfahren unter Umständen nur mit Stützkonstruktionen aus Pappe, Polystyrol oder ähnlichem erzeugt werden.

Werkstoffe und Daten[Bearbeiten]

Für das FDM-Verfahren können Formwachse und Thermoplaste wie Polyethylen, Polypropylen, Polylactid, ABS und thermoplastische Elastomere eingesetzt werden.[2]

FDM-3D-Drucker verarbeiten übliche CAD-Datenformate eines Werkstückes oder Modells.

Verfahrensvarianten[Bearbeiten]

Eine neue Art des FDM ist das Prinzip der "Tröpfchenschichtung". Statt Strängen werden Schmelztröpfchen erzeugt und punktweise gelegt.[2]

Fußnoten[Bearbeiten]

  1. Wilfried König, Fritz Klocke: Fertigungsverfahren 3, Abtragen und Generieren. Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 1997, ISBN 3-540-63201-8, S. 240
  2. a b Christian Bonten: Kunststofftechnik – Einführung und Grundlagen. Hanser Verlag, München 2014, ISBN 978-3-446-44093-7.

Weblinks[Bearbeiten]