FDM steht für Fused Deposition Modeling
Synonyme: Fused Filament Fabrication (FFF) und Fused LayerModeling/Manufacturing (FLM)
Prozess
Ein geschmolzener Kunststoffdraht wird durch eine Düse extrudiert und schichtweise abgelegt. Das Bauteil baut sich dadurch Schicht für Schicht auf.
Der Aufbau eines FDM Druckers ist sehr simpel. Je nach Bauweise unterscheiden sie sich zwar, aber das Grundprinzip ist bei allen gleich. Die nachfolgende Skizze zeigt den grundlegenden Aufbau eines FDM Druckers.
Der Kunststoff befindet sich auf einer Filament Rolle. Das Filament wird durch einen Extruder von der Rolle abgerollt und in den Heizblock gedrückt. Der Extruder ist je nach Bauweise direkt am Heizblock verbaut oder etwas davor. In
der Abbildung sind Extruder und Heizblock zusammengefasst. Das geschmolzene Material wird durch eine Düse gedrückt und abgelegt. Durch das schichtweise Ablegen baut sich das Bauteil auf der Bauplattform auf. Bei den meisten Druckern
wird Bauplattform aktiv beheizt. Für den FDM Druck benötigt man Stützstrukturen, so dass das das Bauteil auf der Bauplattform besser haftet und produktseitige Überhänge unterstützt werden.
Die Bewegungen der Düse und Heizblocks sowie der Bauplattform können ebenfalls variieren. Bei manchen Druckern werden die Bewegungen in X,Y,Z Richtung von Düse und Heizblock ausgeführt. Bei anderen Druckern, wie dem Raise Pro 2 wird
die Bewegung in Z Richtung von der Bauplattform durchgeführt. Bei der Prusa Bauweise wird die Bewegung in X Richtung von der Bauplattform übernommen und die Y und Z vom Druckkopf.
Material
Zusammengefasst lässt sich sagen, dass die meisten Thermoplaste verarbeitet werden können. Die meist verwendeten sind Polylactide (PLA) und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS). Für spezielle Anwendungen wird in seltenen Fällen
auch Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS) und Polyamid (PA) verwendet.
Für Stützstrukturen wird häufig Polyvinylalkohol (PVA) verwendet. PVA ist wasserlöslich und eignet sich nicht für die Produktion von Bauteilen.
Neben den Standardmaterialien gibt es Spezialmaterialien. Dabei handelt es sich um Standardmaterialie, bei denen durch Zusätze besondere Eigenschaften erzeugt werden, z.B. Leitfähigkeit oder eine höhere Festigkeit durch den Einsatz
von Fasern.
Eine Besonderheit stellen die Hochtemperaturkunststoffe wie Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer (ASA) und Polyetherimide (ULTEM) dar. Diese können nur in speziellen FDM Druckern mit aktiver Bauraumheizung verarbeitet werden.