Kurzer Abriss über den 3D Druck - Teil 2.0: Materialien und Verfahren: FDM-Fused Deposition Modeling

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...Inhalt des heutigen Posts, ist eine kurze Übersicht über die gängigsten 3D-Druckverfahren und deren verwendete Materialien. Beginnen wir mit dem populärsten Beispiel:

FDM - Fused Deposition Modeling
Dieses Verfahren wird von den meisten 3D-Druckern verwendet. Es ist sowohl in den niedrigeren Preisklassen der Drucker, als auch in den hohen Preisklassen wiederzufinden. Beim Fused Deposition Modeling wird geschmolzenes Material verwendet, um das 3D-Objekt daraus herzustellen. Geschmolzen wird das Material zumeist direkt im Druckkopf (einer Heizdüse) und gelangt so verflüssigt auf die Trägerscheibe. Die Schichtdicke liegt zumeist zwischen 0,025-1,25 mm. Die Trägerscheibe ist oftmals auch beheizt (60C° eignen sich bspw. ganz gut), um das geschmolzene Material langsam auskühlen zu lassen und ihm nicht einem Temperaturschock auszusetzen. In den meisten Fällen ist das zum 3D-Druck verwendete Material Plastik. Gängig sind PLA (Poly-Lactic Acid) und ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrol). Die Kunst beim Drucken mit der FDM Technik, liegt bei der richtigen Druckeinstellung. Dicke, Breite und Dichte des Materials können beim Ausdruck eingestellt werden. Sind diese Parameter zu grob gewählt, hat das Objekt zum Beispiel Löcher oder knickt in sich ein.

PLA oder das sogenannte "Bioplastik", ist ein Thermoplastik und wird beispielsweise aus Stärke gewonnen. Es weist eine biologische Abbaubarkeit vor. Hierzu sind jedoch industrielle Kompostverfahren notwendig. Beim täglichen Gebrauch, löst sich das Plastik nicht von alleine auf. Wäre ja auch blöd, wenn man sich eine Vase druckt, diese mit Wasser und Blumen ausstattet und am nächsten Tag hat sich die Vase in Luft aufgelöst...
Chemisch ist PLA ein Polyesther, dass aus Milchsäuremolekülen zusammengesetzt ist. Es wird bspw. auch zur Herstellung von Kleidung verwendet. Für den 3D-Druck kommt es meist als dünne Plastik-Schnur auf einer Rolle aufgerollt daher. Es wird in den Druckkopf geleitet und dort bei einer Temperatur von ca. 220C° geschmolzen. Etwas kälter funktioniert das Ganze auch.

ABS ist ein Thermoplastik, dass nicht biologisch abbaubar und wesentlich härter ist. Es ist das bevorzugtere Material in der Industrie und wird bspw. für Gehäuse wie Computermäuse etc. verwendet. Es ist kratzfester als PLA und ölbeständiger. Seine Verarbeitungstemperatur fürs Schmelzen liegt zwischen 220C° und 250C°. Verwendet wird es genauso wie das PLA.

Beide Materialien können eingefärbt vorliegen. Die meisten Drucker im Niedrigpreissegment arbeiten dabei mit einer PLA/ABS-Spule, so dass einfarbige Objekte hergestellt werden. Es gibt aber auch Drucker, die gleichzeitig mit mehreren Spulen arbeiten oder das Plastik beim Druck direkt einfärben bzw. ansprühen.

Das Modell auf dem Foto ist aus einem einfarbigen PLA hergestellt:

3D-Modell aus gelbem PLA