FDM

Verfahrensprinzip beim FDM

Beim FDM wird ein thermoplastischer Kunststoff als Filament in einen beheizten Extruder geführt und durch eine Düse abgelegt. Das Bauteil entsteht Schicht für Schicht auf einer Bauplattform, gesteuert durch die CAD- oder Druckdaten. Überhänge werden je nach Geometrie mit Stützstrukturen aufgebaut, die nach dem Druck entfernt oder aufgelöst werden. Typische Merkmale des Verfahrens sind klar erkennbare Layer, ein vergleichsweise einfacher Materialwechsel je nach System und eine direkte Umsetzung digitaler Modelle ohne Werkzeugherstellung.

Typische Einsatzbereiche von FDM-Bauteilen

FDM wird häufig für Funktionsmuster, Passformprüfungen, Gehäuse, Halterungen, Montagehilfen und einfache Betriebsmittel verwendet. Das Verfahren eignet sich auch für Einzelteile und kleine Stückzahlen, wenn Anpassungen am Modell kurzfristig umgesetzt werden sollen. In der Produktentwicklung dient FDM oft dazu, Bauteile geometrisch und funktional vor einer Serienfertigung zu prüfen. Je nach Material und Auslegung kommen auch belastbare Endanwendungen in Betracht, allerdings immer innerhalb der verfahrensbedingten Grenzen.

Materialien, Bauteilauslegung und typische Grenzen

Verarbeitet werden thermoplastische Kunststoffe in Filamentform, je nach Anlage auch technische oder gefüllte Werkstoffe. Für die Bauteilqualität sind Schichthöhe, Düsendurchmesser, Füllgrad, Drucktemperatur und Bauteilorientierung relevant. Die mechanischen Eigenschaften sind nicht in allen Richtungen identisch, da die Verbindung zwischen den Schichten von Prozessführung und Material abhängt. Sichtbare Schichtlinien, Stützstellen, Verzug bei grösseren Flächen und begrenzte Feinheit bei sehr kleinen Details zählen zu den typischen Grenzen des Verfahrens.

Abgrenzung zu anderen additiven Fertigungen

Innerhalb der additiven Fertigungen ist FDM ein konkretes Schmelzschichtverfahren für Kunststoffe und damit enger gefasst als der Oberbegriff 3D Printing. Gegenüber dem selektiven Lasersintern wird beim FDM kein Pulverbett verarbeitet, sondern Filament extrudiert. Im Unterschied zur Stereolithografie härtet FDM kein flüssiges Harz aus, sondern schmilzt thermoplastisches Material auf. Begriffe wie Rapid Prototyping, Rapid Manufacturing oder Rapid Tooling beschreiben vor allem den Einsatzzweck, nicht das technische Wirkprinzip des Verfahrens.