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Was ist FDM 3D-Druck? – Einfach erklärt

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FDM (Fused Deposition Modeling) 3D-Druck ist die am meisten genutzte Art des 3D-Drucks. Aber was ist FDM 3D-Druck?

Der FDM-3D-Druck ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem geschmolzener Kunststoff Linie für Linie und Schicht für Schicht auf eine Bauplatte aufgetragen wird, bis das 3D-Model vollständig gedruckt ist. Der Drucker befolgt Anweisungen, die als “G-Code” bezeichnet werden und dem 3D-Drucker sagen, wo er wie viel Filament zu einem bestimmten Zeitpunkt extrudieren soll.

Vor- und Nachteile des FDM-3D-Drucks:

ProsCons
Additive Fertigung bedeutet weniger MaterialverschwendungDer FDM-Druck braucht viel Zeit
Perfekt für das PrototypingNicht für die Massenproduktion gedacht
Sehr vielseitig
Großartig für Bastler

Ein typischer 3D-Drucker verfügt über einen Druckkopf, der das Filament schmilzt, ein Bewegungssystem, das den Druckkopf in drei Dimensionen bewegt, ein beheiztes Druckbett, auf dem das Filament aufgetragen wird, und einen Schrittmotor, der das Filament in den Druckkopf hinein- und herausschiebt.

Es gibt viele verschiedene Arten von Antriebssystemen und Druckkopfdesigns, aber die Hauptfunktion eines FDM-Druckers ist immer die gleiche.

Im Folgenden werde ich etwas ausführlicher erklären, wie ein FDM-Drucker funktioniert und wir werden uns alle Teile eines FDM-Druckers anschauen.

Der Extruder eines FDM-Druckers

Der Extruder ist das, was einen FDM-3D-Drucker zu einem FDM-Drucker macht.

Ein Extruder schmilzt das Filament und drückt es durch die Düse am unteren Teil des Extruders. Das geschmolzene Filament wird dann auf die Bauplatte aufgetragen.

Ein Extruder besteht aus mehreren Teilen. Wir fangen ganz unten an und arbeiten uns nach oben.

Die Düse

Die Düse befindet sich ganz unten am Extruder. Die Düse kann verschiedene Größen haben, der Industriestandard ist jedoch 0,4 mm.

Die Düsen können aus verschiedenen wärmeleitenden Materialien wie Messing oder gehärtetem Stahl sein.

Die Düse hat an einer Seite ein Gewinde, mit dem sie in den Heizblock geschraubt werden kann.

Heizblock

Der Heizblock ist die nächste Komponente des Extruders, die wir uns ansehen werden. Der Heizblock besteht aus Metall und hat in der Regel zwei unterschiedlich große Löcher.

Ein Loch ist für die Heizpatrone und das kleinere für den Thermistor.

Die Heizpatrone heizt den Heizblock und die Düse auf, während der Thermistor die Temperatur des Heizblocks misst.

Dieser ganze Zusammenbau, über die wir gerade gesprochen haben, wird auch als “heißes Ende” bezeichnet.

Werfen wir nun einen Blick auf das “kalte Ende”.

Heat Break (Heat Sink)

Direkt oberhalb des Heizblocks befindet sich die Heat Break. Dieses Teil soll verhindern, dass die Hitze zum kalten Ende hinaufkriecht. Dieser Teil wird durch einen Ventilator ständig gekühlt.

Das Filament sollte nur im heißen Ende geschmolzen werden. Wenn das Filament weich wird, bevor es im heißen Ende ankommt, kann der Extruder verstopfen.

Extruder-Schrittmotor

Als nächstes haben wir den Extrudermotor.

Dieser Motor kann entweder direkt auf dem Extruder in einer sogenannten “Direktextruder”-Anordnung angebracht sein oder er kann auf dem 3D-Druckerrahmen angebracht sein und das Filament durch einen PTFE-Schlauch in einer sogenannten “Bowden”-Anordnung drücken.

Beide Aufbauten haben ihre Vor- und Nachteile, aber im Endeffekt wird das Filament einfach durch das heiße Ende gedrückt.

Part Cooling Ventilator

Das letzte Bauteil des Extruders ist das Gebläse zur Teilekühlung (part cooling).

Dieser Lüfter befindet sich häufig näher am heißen Ende, kann aber auch oberhalb des heat-break-ventilators angebracht sein.

Oft gibt es ein zweites Teil, das direkt mit dem Gebläse der Teilekühlung verbunden ist und die Luft vom Gebläse auf die Düsenspitze umleitet.

Diese ganze Zusammensetzung kühlt das extrudierte Filament ab, sobald es die Düse verlässt.

Dies ist wichtig für Überhänge beim drucken und um sicherzustellen, dass die darunter liegenden Schichten kühl genug sind, damit die nächste Schicht eine stabile Grundlage hat.

Ist für den FDM-3D-Druck eine Nachbearbeitung der gedruckten Teile erforderlich?

Der FDM-3D-Druck ist ein Verfahren, bei dem ein 3D-Modell durch Auftragen von Schichten gedruckt wird. Dies wird immer dazu führen, dass Schichtlinien auf dem fertigen 3D-Druckmodell sichtbar sind. Erfordert der FDM-Druck also eine Nachbearbeitung?

FDM-3D-gedruckte Teile müssen normalerweise nicht nachbearbeitet werden. In einigen Fällen kann jedoch eine Nachbearbeitung erforderlich werden. Wenn man zum Beispiel Teile für Cosplaying druckt, ist das Entfernen von Schichtlinien oft ein Muss.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, 3D-Drucke zu glätten, um Schichtlinien zu entfernen, z. B. mit Aceton bei ABS-Drucken oder durch einfaches Abschleifen des 3D-Druckteils.

Wenn Sie wissen wollen, wie man 3D-Drucke glättet, sollten Sie mein Tutorial hier lesen.

Welche Materialien können mit einem FDM-Drucker 3D-gedruckt werden?

Einer der großen Vorteile des FDM-3D-Drucks ist, dass eine Vielzahl von Materialien für den Druck verwendet werden kann. Welche Materialien können also mit einem FDM-Drucker verwendet werden?

Mit einem FDM-Drucker können viele verschiedene Materialien gedruckt werden, darunter PLA, ABS, ASA, PETG und viele mehr. Es gibt auch Materialien wie TPU, die flexibel sind, oder im Dunkeln leuchtende Filamente. Und PLA gibt es in vielen verschiedenen Farben, auch in Metallic- und Multicolor-Versionen.

Es gibt auch viele Filamente, die mit Glas- oder Kohlenstofffasern gemischt werden, um das Filament stabiler zu machen.

Und wie es scheint, werden jeden Tag weitere Arten von Filamenten entwickelt.

Der am häufigsten verwendete Filamenttyp ist PLA, da er sehr einfach zu drucken ist und jeder handelsübliche 3D-Drucker PLA drucken kann.

ABS und ASA sind etwas schwieriger zu drucken, da sie ein Gehäuse benötigen, um zuverlässig gedruckt zu werden. ABS wird häufig für Funktionsteile verwendet, da es eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist und im Allgemeinen stabiler ist als PLA.

Valentin
Valentin
Hi, ich bin ein Professioneller Prop-Maker und Designer für die Entertainment- und Marketingindustrie. Auf Craftknights.com teile ich mein Wissen über Holzbearbeitung, Programmieren, Basteln, Modelieren, und mehr.

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