Das 3D Druck Ver­fah­ren FDM steht für »Fused Depo­si­ti­on Mode­ling«. Über­setzt heißt das soviel wie »Schmelz­schich­tung«. Es han­delt sich dabei nicht um eine neue Tech­no­lo­gie son­dern das grund­le­gen­de Ver­fah­ren wur­de bereits in den 80^er Jah­ren ent­wi­ckelt. Da es sich bei dem Begriff um eine geschütz­te Mar­ke der Fir­ma Stra­ta­sys han­delt, hat sich in der Com­mu­ni­ty eben­falls die Bezeich­nung FFF – »Fused Fila­ment Fab­ri­ca­ti­on« durch­ge­setzt. Das bedeu­tet so viel wie Her­stel­lung mit­tels geschmol­ze­nem Fila­ment bedeu­tet. Das trifft die Sache doch ziem­lich genau oder?

Der grund­sätz­li­che Ablauf soll­te Dir klar sein, wenn Du schon ein­mal einem FFF-3D-Dru­cker bei der Arbeit zuge­se­hen hast. Gefüt­tert wird der Dru­cker mit­tels Fila­ment, also einem Kunst­stoff­faden defi­nier­ter Dicke. Die­ser wird vom Extru­der ein­ge­zo­gen und zur Schmelz­ein­heit, dem Hotend, trans­por­tiert. Dort wird der ther­mo­plas­ti­sche Kunst­stoff geschmol­zen und durch eine Düse, auch Nozz­le genannt, auf eine Druck­un­ter­la­ge auf­ge­bracht. Die Ein­heit mit der Düse befin­det sich an ver­fahr­ba­ren pro­zessor­ge­steu­er­ten Ach­sen. Die­se kön­nen von der Dru­cker­steue­rung ziel­ge­rich­tet über das Druck­bett bewegt wer­den. Die Anord­nung der Ach­sen unter­schei­det sich stark je nach Bau­wei­se des jewei­li­gen Dru­ckers. Für den Pro­zess hat das jedoch an die­ser Stel­le eine unter­ge­ord­ne­te Bedeutung.

Schichtaufbau

Dein Dru­cker baut das drei­di­men­sio­na­le Objekt Schicht für Schicht auf. Ist eine Schicht voll­endet hebt sich der Druck­kopf ein Stück, sodass der Abstand zwi­schen Nozz­le und Druck­bett grö­ßer wird. Bei man­chen Sys­te­men steht die Düse auch still und die Druck­un­ter­la­ge bewegt sich. Die Höhe die­ser Schich­ten bestimmt die Auf­lö­sung des Druck­ob­jekts, also wie grob oder fein die Ober­flä­che dar­ge­stellt wird. Sie bewegt sich bei han­dels­üb­li­chen Dru­ckern im Bereich zwi­schen 0,025 und 1,25 mm.

Füllung / Infill

Das Inne­re eines Objekts kann mas­siv, also voll­stän­dig gefüllt, sein oder aus einem Füll­mus­ter bestehen. Die­ses kannst Du in sei­ner Dich­te ver­än­dern um Mate­ri­al und Gewicht zu spa­ren. Die Ein­stel­lung dazu machst Du im Sli­cer­pro­gramm. Die Fül­lung der Objek­te ist ein beson­de­rer Vor­teil des 3D Drucks. Mit die­sem Ver­fah­ren kön­nen Objek­te her­ge­stellt wer­den die eine geschlos­se­ne mas­si­ve Außen­hül­le haben, aber innen eine fei­ne und leich­te Struk­tur auf­wei­sen. Wird die rich­ti­ge Fül­lung mit der rich­ti­gen Dich­te gewählt hast Du kei­ne oder nur gerin­ge Ein­bu­ßen in Bezug auf die mecha­ni­schen Eigen­schaf­ten des gedruck­ten Objekts. Gleich­zei­tig ist dein Druck aber mög­lichst leicht und kostengünstig.

Vor- und Nachteile

Vor­tei­le FDM/FFF

• Für den Haus­ge­brauch geeignet
• Ver­gleichs­wei­se kostengünstig
• Je nach Fila­ment unkri­ti­sche Werk­stof­fe, gerin­ge Gesundheitsbelastung
• Du kannst aus vie­len unter­schied­li­chen Fila­men­ten wählen

Nach­tei­le FDM/FFF

• Mehr oder weni­ger gro­be Struk­tur der Bauteile
• Du benö­tigst Stütz­struk­tu­ren um Über­hän­ge sau­ber zu drucken
• Wei­test­ge­hend auf Kunst­stof­fe oder Com­po­si­te beschränkt
• Genau­ig­keit im Ver­gleich eher mäßig

Alternativen

Es exis­tie­ren auch noch ande­re Ver­fah­ren zum 3D Druck, wobei die wenigs­ten für den Haus­ge­brauch zum Ein­satz kom­men. Die Alter­na­ti­ve wel­che aktu­ell am meis­ten Anklang fin­det ist das SLA- oder Res­in­ver­fah­ren. Die ent­spre­chen­den Gerä­te wer­den aktu­ell immer güns­ti­ger und lie­fern eine fei­ne­re Auf­lö­sung als das FDM-Verfahren.