Fused Deposition Modelling

Das Fused Deposition Modelling (FDM) generiert Modelle aus thermoplastischem Draht, der einer als Extruder ausgebildeten Düse zugeführt und dort bis knapp unter Schmelztemperatur erhitzt wird. Das halbflüssige thermoplastische Material wird als neue Schicht auf die schon bestehende Struktur aufgebracht und erkaltet sofort. Zwei Schichten haften aneinander, weil der verflüssigte Kunststoff die schon bestehende Schicht lokal und temporär aufschmilzt (Bild 1).

Bild 1: Schematischer Aufbau des FDM-Verfahrens [27]

Extrusions- und ballistische Verfahren verwenden Thermoplaste, gegebenenfalls unterschiedlich gefärbte Werkstoffe. Bei einigen Maschinen kann sogar während des Prozesses der Werkstoff gewechselt werden. Als Werkstoffe kommen zum Beispiel Feingussharze, Elastomere, Polyester und ABS in Frage.

Die Firma Stratasys bietet seit 1991 FDM-Maschinen an. Seit wenigen Jahren werden weitere Maschinen mit Extrusionsprinzip angeboten: Multiphase Jet Solidification (MJS) / ITP, 3D-Plotter / Stratasys, Multi-Jet Modelling (MJM) / 3D Systems. Von 1991 bis einschließlich 1999 wurden weltweit 1285 FDM-Maschinen verkauft [29]. Die FDM-Maschinen kosteten je nach Bauraum-Größe zwischen € 46.000,- und € 333.000,- [29].

Das Fused Deposition Modelling ist geeignet um Geometrie- und Funktionsmodelle, technische Prototypen, aber auch Serienteile über Feinguss zu fertigen (Bild 2). Die Modelle können dabei auf geeigneten Maschinen bis zu Abmaßen von 600 mm x 500 mm x 600 mm in einem Stück gefertigt werden. Formen und Werkzeugen können direkt hergestellt werden.

Bild 2: Modell hergestellt mit dem FDM-Verfahren