Was ist das Filament FDM 3D-Druck?
Was ist der Filament-FDM-3D-Druckdrucker?
FDM 3D-Druck ist die beliebteste 3D-Drucktechnologie. Erfahren Sie alles, was Sie darüber wissen müssen und wie es im Vergleich zu anderen Methoden abschneidet.
Fused Deposition Modeling, kurz FDM, ist eine Materialextrusionsmethode der additiven Fertigung, bei der Materialien durch eine Düse extrudiert und miteinander verbunden werden, um 3D-Objekte zu erzeugen. Zu den häufigsten Filamenten gehören Pla-Filament, Petg-Filament, Kohlefaser-Filament, ABS-Filament, ASA-Filament, PLA-Holzfilament.
Insbesondere das „Standard“-FDM-Verfahren unterscheidet sich von anderen Materialextrusionstechniken, Ein typischer FDM-3D-Drucker nimmt daher ein Filament auf Polymerbasis und drückt es durch eine beheizte Düse, die das Material schmilzt und es in 2D-Schichten auf der Bauplattform ablagert. Während sie noch warm sind, verschmelzen diese Schichten miteinander und bilden schließlich etwas ein dreidimensionales Teil durch 3D-Druckfilament.
WIE ES FUNKTIONIERT
FDM (oder FFF) zeichnet sich hauptsächlich durch die Extrusion von 3D-Filamenten und die selektive Ablagerung von Thermoplasten in Schichten aus, die sich zu einem dreidimensionalen Objekt aufbauen. Das mag etwas vage klingen, deshalb wollen wir den Prozess hier genauer untersuchen.
Im Kern ist die FDM-Technik relativ einfach. Seine Hauptfunktionen werden von zwei unterschiedlichen Systemen ausgeführt: eines ist für die Extrusion und Abscheidung zuständig, das andere für die Druckkopfbewegung.
Extrusion und Abscheidung
Im Großen und Ganzen kann das Extrusions- und Abscheidungssystem in zwei Hauptbaugruppen unterteilt werden: das „kalte Ende“ und das „heiße Ende“. Die im FDM-3D-Druck verwendeten Thermoplaste werden oft in Filamentspulen geliefert, und das kalte Ende ist dafür verantwortlich, dieses Material von der Spule in den 3D-Drucker zu transportieren. Ebenso steuert das kalte Ende auch die Geschwindigkeit, mit der Material am anderen Ende abgelagert wird, was oft als „Fluss“ bezeichnet wird.
Das heiße Ende hingegen ist dafür verantwortlich, das sich bewegende Kunststoffmaterial so weit zu erhitzen, dass es zum „Ausspülen“ durch eine Düse geeignet ist, daher der Name. An diesem Schritt sind verschiedene Komponenten beteiligt, darunter Heizpatronen, Kühlkörper und natürlich Düsen.
Die kalten und heißen Enden müssen synergetisch zusammenarbeiten, um genau die richtige Materialmenge bei der erforderlichen Temperatur und dem erforderlichen physikalischen Zustand zu extrudieren, damit die Schichten ordnungsgemäß gestapelt werden können.
WIE ES VERGLEICHT
FDM bietet gegenüber anderen 3D-Druckverfahren mehrere Vorteile, hat aber auch Nachteile. Lassen Sie uns die Vor- und Nachteile hinsichtlich der Druckleistung und der Gesamtqualität der Teile im Vergleich zu anderen gängigen 3D-Drucktechniken auflisten.
Vorteile
Skalierbarkeit ist einer der größten Vorteile des FDM-3D-Drucks. Im Gegensatz zu 3D-Druckern aus Harz können FDM-Drucker problemlos auf jede beliebige Größe skaliert werden, da die einzige Einschränkung in der Bewegung jedes Portals besteht.
Einer der offensichtlicheren Vorteile eines leicht skalierbaren Designs ist das Kosten-Größen-Verhältnis. Aufgrund der geringen Teilekosten und des einfachen Designs werden FDM-Drucker immer größer und kostengünstiger.
Apropos Kosten: Normale FDM-Filamente sind bei weitem das günstigste 3D-Druckmaterial, insbesondere im Vergleich zu anderen 3D-Druckmethoden wie SLS und harzbasiertem Druck.
Ein weiterer Vorteil hinsichtlich der Materialien ist die Flexibilität. Auf jedem FDM-Drucker kann eine große Vielfalt an thermoplastischen Materialien und exotischen Filamenten mit relativ wenigen Upgrades und Modifikationen gedruckt werden. Dies gilt nicht für andere Modelle, bei denen das Material ein Harz oder ein feines Pulver sein muss.
Nachteile
Der FDM-3D-Druck ist jedoch nicht ohne Mängel. Aufgrund der Einfachheit und der Gesamtkosten seiner Komponenten sind bei FDM-Druckern oft viele Optimierungen und Anpassungen (insbesondere die Bettnivellierung) erforderlich, um das Zuverlässigkeits- und Qualitätsniveau anderer Druckmethoden zu erreichen.
Im Gegensatz zu Harz und SLS ist FDM stark auf körperliche Bewegung angewiesen. Daher erfordern viele FDM-Druckerkomponenten zusätzlich zur Kalibrierung eine regelmäßige Wartung. und Aufmerksamkeit: Riemenspannung, Extruderreinigung, Schienenschmierung und sogar Teileaustausch wie Hot-End-Düsen.
Schließlich hängt der FDM-Druck stark von der Qualität des Ausgangsmaterials ab. Eine schlechte Maßhaltigkeit eines Filaments kann zu mehreren Extrusionsproblemen führen, und auch die chemische Zusammensetzung der Kunststoffe kann den Druckprozess problematisch machen. Darüber hinaus müssen Filamentspulen entsprechend gelagert werden, um eine Feuchtigkeitsaufnahme zu vermeiden – die sich auch auf den Druckprozess auswirkt
