Spis treści:
Die meisten Geräte, die heute von 3D-Druckerherstellern angeboten werden, arbeiten mit der FDM/FFF-Technologie. Was ist der Grund für die Beliebtheit des Druckens mit Filamenten?
Keine der Technologien, die derzeit auf dem Markt sind der inkrementellen Fertigung kann es mit der Popularität des Druckens mit Filamenten aufnehmen. Die schwindelerregende Karriere von FDM/FFF ist natürlich auf seine weite Verbreitung in 3D-Druckern für den privaten und semiprofessionellen Gebrauch zurückzuführen. Die Geräte, die Thermoplaste zur Herstellung von Modellen verwenden, sind heute sogar ein unverzichtbarer Teil der Ausstattung in den Werkstätten von Amateuren, Makern, Schöpfern von Kunsthandwerk und Sammlerstücken sowie von kleineren und mittleren Unternehmen, wo sie die Mini-Fertigungsstraße für Kleinserien und die Herstellung von Prototypen ersetzen. Es sollte jedoch nicht vergessen werden, dass professionelle, viel leistungsstärkere FDM-Maschinen auch im professionellen, industriellen Bereich eingesetzt werden.
Was ist FDM/FFF-Druck?
Das Verfahren der inkrementellen Fertigung mit Filamenten basiert auf einem ähnlichen Prinzip wie… herkömmliche Tintenstrahldrucker. Während jedoch bei konventionellen Druckgeräten die Düsen des Druckkopfes eine flache, dünne Tintenschicht auf das Papier auftragen, werden bei der FDM-Technologie beim 3D-Druck aufeinanderfolgende, sehr dünne Schichten (Zehntel- oder sogar Hundertstel Millimeter dick, meist ca. 0,05 bis 0,4 mm) aus Kunststoff auf das Modell aufgebracht. Die aufeinanderfolgenden Schichten sind eng miteinander verbunden, und die große Anzahl von Schichten verleiht dem Druck eine räumliche Form.
Wie ist ein 3D-Drucker für den Druck mit Filamenten aufgebaut?
Die Technologie des 3D-Drucks schlägt sich im Aufbau der Geräte nieder. In erster Linie muss er über einen Arbeitstisch verfügen – d.h. eine ordnungsgemäß nivellierte und stabilisierte Plattform, auf der der Druck erstellt wird – sowie über einen Rahmen mit einem beweglichen Arm, der mit einem Druckkopf ausgestattet ist. Die wesentlichen Bestandteile des Druckkopfes wiederum sind das Heizsystem für das Filament mit Kühlung, der Extruder und die Metalldüse, durch die das geschmolzene Material extrudiert wird. Der Extruder ist für die Zuführung des Filaments zum Druckkopf verantwortlich – ein Mechanismus, der auf einem Schrittmotor und einem speziellen Getriebe basiert, das den Kunststoffdraht (Filament) ergreift und ihn zum Druckkopf bewegt. In den meisten Amateur- und semiprofessionellen Geräten finden wir einen Bowden-Extruder.
Bestimmte Versionen der Drucker können sich in Konstruktionsdetails unterscheiden. So sind beispielsweise Kanon einige der beliebtesten Modelle auf dem Markt: Creality Ender-3 und Creality Ender-3 Pro – gebaut auf der Grundlage einer soliden Basis mit einem Arbeitstisch und einem vertikalen Rahmen mit einem beweglichen Kopf. Unter den 3D-Druckern gibt es jedoch auch Modelle mit einer geschlossenen Kammer (optimal für den Druck mit dampfemittierenden Filamenten wie ABS) oder solche, bei denen ein einzelner Arm durch drei Arme ersetzt wurde, die den Kopf in alle Richtungen bewegen. Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version)
FFF vs. FDM - Ist das dieselbe Technologie?
Die beiden Technologien werden normalerweise zusammen erwähnt: FFF/FDM. In der Tat ist der FDM-Druck vom Konzept und von der Technik her identisch mit dem FFF-Druck: Er besteht darin, aufeinanderfolgende Schichten aus thermoplastischem Material auf eine Plattform aufzutragen. Die Abkürzung FDM (Fused Deposition Modelling) bezieht sich auf die Modellierung von Kunststoff, der auf eine Plattform aufgebracht wird, während FFF (Fused Filament Fabrication) sich auf die Herstellung von Modellen aus geschmolzenen Fasern (Filament) bezieht, so dass auch die Namen der Techniken selbst keine Unterschiede erkennen lassen. Es ist jedoch notwendig, in die Vergangenheit des 3D-Drucks zurückzugehen, als der Name FDM sich auf eine Fertigungstechnologie bezog, die von einem bestimmten Gerätehersteller entwickelt wurde: Stratasys. Die von ihm angebotenen Lösungen waren für professionelle Anwender bestimmt. Als sich die inkrementelle Fertigung in der ‘Heimversion’ weiter verbreitete, entwickelten die Entwickler von 3D-Druckern ihren eigenen Namen für die von ihnen verwendete Technologie – das war FFF. Es sei daran erinnert, dass für die professionelle Modellierung mit FDM auch etwas andere Materialien verwendet werden mussten.
FFF/FDM im Vergleich zu anderen 3D-Drucktechnologien
Die inkrementelle Fertigung mit thermoplastischen Filamenten ist zweifellos die einfachste Modelliertechnologie – mit der richtigen Wahl des Materials, vorzugsweise PLA, können selbst absolute Anfänger diese Aufgabe bewältigen. Wenn die Erwartungen steigen und die Projekte fortgeschrittener werden, wenden sich einige 3D-Druckerbenutzer vielleicht noch präziseren Technologien zu, die auf der Aushärtung von UV-Flüssigharz basieren. In vielen Fällen wird die Präzision von SLA-Druckern ausreichen, während bei anspruchsvolleren Projekten für den Unternehmenseinsatz (z. B. im Dental- oder Schmuckbereich) die DLP-Technologie, d. h. die Verwendung präziser Projektoren, die die gesamte Oberfläche der Modellschicht auf einmal beleuchten, optimale Ergebnisse liefern wird.
FFF/FMD-Technologie – FAQ
Beim FFF-Druck (Fused Filament Fabrication) wird ein Arbeitsmaterial in Form eines Filaments verwendet, d.h. ein dünnes Filament mit einem Durchmesser von 1,75 mm oder 2,85 mm, das auf eine Spule gepackt wird. Wenn es hohen Temperaturen ausgesetzt wird, beginnt das Filament zu schmelzen. Wenn es durch den Druckkopf gedrückt wird, bildet es aufeinanderfolgende Schichten des 3D-Drucks. Sobald der Druck abgekühlt ist, ist das Teil fertig. 3D-Drucker mit FFF-Technologie sind erschwinglich, weshalb sie sehr beliebt sind.
Der FDM-Druck (Fused Deposition Modelling) funktioniert auf die gleiche Weise wie der FFF-Druck. Das heißt, aufeinanderfolgende Schichten aus thermoplastischem Material, Filament genannt, bilden einen dreidimensionalen Druck. Das auf eine geeignete Temperatur erhitzte Arbeitsmaterial wird durch den Druckkopf gepresst und bildet Schicht für Schicht (daher der Name inkrementeller Druck) ein 3D-Modell. Der Begriff FDM-Druck bezieht sich auf einen bestimmten Hersteller von 3D-Druckern für den professionellen Einsatz. Stratasys hatte zunächst eine Reihe von Geräten für den 3D-Druck im Angebot, die nur von Profis verwendet wurden. In den folgenden Jahren wurden neue Unternehmen gegründet, die 3D-Drucker für den Heimgebrauch anboten. Die neuen Unternehmen haben sich ihr eigenes Akronym für die inkrementelle Technologie ausgedacht: FFF.
