3D-Druck     FDM Verfahren – technische Details

 

Das FDM-Verfahren ist ein „Extrusionsverfahren“ bei welchem thermoplastisches Grundmaterial in Drahtform zugeführt wird. Das Aufschmelzen erfolgt in einer beheizten Düse. Der Werkstoff wird bis zum Erreichen des Düsenausgangs in einem Temperaturbereich innerhalb  200o – 300o C aufgeschmolzen und durch einen üblichen Düsenquerschnitt von  0,2 – 0,4 mm extrudiert.

Für den Aufbau der einzelnen Schicht im Rahmen der generativen Fertigung wird die Düse durch Linearantriebe (Schrittmotoren – Zahnrad – Zahnriemen) in x- und y-Richtung bewegt um die Konturen und Flächen mit Material zu belegen.

Wesentlich ist die Volumskonstanz. D.h. die Düse muss sich mit derselben Geschwindigkeit bewegen, mit welcher das Material durch die Düse austritt, damit Materialstau beim Schichtaufbau vermieden wird.

3D Druck FDM Verfahren Skizze Extrusionsdüse Position zu Bauplattform

 

 

Der Abstand zwischen Düsenausgang und Bauplattform ist kleiner als der Querschnitt des austretenden Materials (nahezu Düsenquerschnitt), damit es zu einem Aufquetschen des Baufadens und dadurch zu einer optimalen Verbindung mit der darunter liegenden Bauschicht kommt.

 

 

Skizze Position Perimeter / Layer im FDM 3D DruckverfahrenWichtig ist, den Abstand zur Bauplattform exakt gleich zu halten, damit die so entstehenden extrudierten Kunststofffäden, welche von rundem Düsenaustrittsquerschnitt in „flachen“ Auftragsquerschnitt verformt werden, gleiche Abmaße behalten. Andernfalls nehmen die Fäden im Quermaß ab- oder zu oder liegen sogar nur lose auf. Ein maximaler Abstand Düse/Bauplattform bzw. Werkstück muss damit unter dem Abmaß des Düsenquerschnitts liegen.

Ein minimaler Abstand zwischen Düse und Bauplattform ist durch die Viskosität des verarbeiteten Materials gegeben, damit der Extrusionsfaden nicht abreißt.

 

Vorteile/Nachteile FDM Druckverfahren