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Technologie & Materialien

3D-Druck ist in aller Munde. Der neuen Fertigungstechnik wird eine helle Zukunft vorausgesagt und das nicht ohne Grund: 3D-Druck findet besonders im „Rapid Protoyping“ – also dem Erstellen von Prototypen ohne Zeitverzögerung durch Formenbau oder andere Hindernisse – einen wichtigen Anwendungsbereich. So spielen 3D Drucker nicht nur in der Produktentwicklung und Forschung eine wichtige Rolle, sondern haben inzwischen sogar schon im medizinischen Bereich Fuß gefasst. Die Einsatzzwecke scheinen grenzenlos

FDM-Technologie - Schicht für Schicht Druckverfahren

Neben anderen Verfahren wie SLS (Pulver wird von Lasern geschmolzen) und SLA (photosensitive Flüssigkeit die bei Belichtung erstarrt) ist das FDM Verfahren besonders im privaten und kleingewerblichen Bereich am Meisten verbreitetet. Beim FDM Verfahren (Fused Deposition Modelling) wird Kunststoff eingeschmolzen und durch eine sich bewegende Düse Schicht für Schicht auf eine Unterlage aufgetragen, so lange bis das zu druckende Objekt fertig auf der Unterlage steht. Ausgangsmaterial ist hierbei sogenanntes Filament welches meist auf Rollen gelagert wird und über ein Zahnrad (Extruder) über einen Bowden in die beheizte Düse gepresst wird. Die einzelnen Schichten sind dann je nach gewählter Auflösung zwischen 0,8 und 0,05 mm dick. Je nach Schichtdicke erhöht oder verringert sich auch die Druckzeit.

Wo sind die Grenzen von FDM?

Im FDM Verfahren lassen sich zahllose Formen realisieren, aber es gibt Limits: besonders zu steile Überhänge oder gar hohle Formen stellen oft ein Problem dar welches durch intelligentes Design umschifft werden kann. Auch die Druckzeiten sind sicherlich ein Kriterium welches die Einsatzzwecke gewissermaßen einschränkt. Ein Beispiel: Für ein durchschnittliches 3D gedrucktes Modellflugzeug mit 1m Spannweite sind je nach Konstruktion ca. 50 Druckstunden fällig. Auch der verfügbare Bauraum ist begrenzt – ein standardmäßiger Drucker hat einen Bauraum von 200x200x200 mm. Großraum FDM Drucker bis zu 500x500x500 mm.

Materialien

Plastik ist Plastik? Das kann man so nicht sagen. Inzwischen ist die Auswahl an erhältlichen Kunststoffen nahezu unerschöpflich. So kann inzwischen aus einer breiten Palette aus Farben auswählen – matt oder glänzend, mit Metalliceffekt, im Dunkeln leuchtend, blickdicht oder transparent. Sogar Thermosensitiver Kunststoff der sich bei Erwärmung umfärbt ist erhältlich. PLA, PETG, TPU, CPE etc. – Auch die Auswahl an Zusammensetzungen ist enorm, hier ein kleiner Überblick damit du den Durchblich nicht verlierst 😉

LW-PLA

  • 50% leichter als herkömmliches PLA
  • biologisch abbaubar, kompostierbar
  • keine giftigen Ausdünstungen
  • flexibel – ähnlich Formschaum
  • enorme Farb und Eigenschaftenauswahl
  • perfekt für Flugmodellbau

– nicht wetterfest
– spröde bei Umgebungstemperaturen unter 10°C
– wird bei Temperaturen über 60 Grad weich
– keine Farbauswahl (wird nur in weiß oder schwarz hergestellt

PLA

  • biologisch abbaubar, kompostierbar
  • perfekte Druckergebnisse
  • keine giftigen Ausdünstungen
  • beste Verarbeitbarkeit
  • enorme Farb und Eigenschaftenauswahl

– nicht wetterfest
– wird bei Temperaturen über 60 Grad weich, bei Temperaturen unter 10° C spröde
– steif aber spröde

PETG

  • wetterfest, für den Ausseneinsatz geeignet
  • hohe Temperaturbeständigkeit
  • keine giftigen Ausdünstungen
  • hohe Schlagfestigkeit
  • große Farb und Eigenschaftenauswahl

– weniger steif als PLA
– weniger gut für Überhänge geeignet
-etwas schwerer als PLA

TPU

 
  • hochflexibel
  • in verschiedensten Härtegraden erhältlich
  • gute Verarbeitbarkeit
  • hochflexibel, Schlagfest

– nicht alle Formen möglich
– Schlechteres Druckbild als andere Materialien

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