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Fused Deposition Modeling (FDM)

Das FDM (Fused Deposition Modeling) ist ein additives Fertigungsverfahren zur Herstellung thermoplastischer Bauteile. Die Bauteile werden dabei durch einen erhitzten thermoplastischen Strang generiert, indem er Schicht für Schicht definiert aufgebracht wird. Das FDM-Verfahren ist ein von der Firma Stratasys Inc. patentiertes Verfahren, das erstmals im Jahre 1991 in den USA bzw. 1994 in Europa in den Markt eingeführt wurde. Seit 2003 zählt dieses Verfahren zu den am meisten verwendeten additiven Fertigungsverfahren zur Herstellung von Prototypen, Werkzeugen, aber auch von Endprodukten.

Verfahrensprinzip Additiver Fertigungsverfahren anhand des FDM-Prozesses

Bei dem FDM-Verfahren liegt das thermoplastische Material als Endlosstrang vor, der mittels Motoren in den FDM-Kopf gezogen, dort aufgeschmolzen und durch eine Düse definiert auf die Bauplattform bzw. auf die schon bestehende Struktur aufgebracht wird. Aufgrund thermischer Verschmelzung verbindet sich das Material mit der darunterliegenden Schicht und verfestigt sich sofort. Dadurch entsteht eine dauerhafte Verbindung von zwei Schichten und ein Bauteil wird quasi von unten nach oben Schicht für Schicht aufgebaut.

Aktuell sind im FDM-Verfahren 13 verschiedene Materialen verfügbar, darunter mit Polyamid 12 erstmals ein teilkristalliner Kunststoff. Die anderen Polymere sind amorphe Kunststoffe, die sich auch im klassischen Spritzguss und somit bei Serienbauteilen wiederfinden. Dazu gehören beispielsweise ABS, PC und PC-ABS-Blend. Weiterhin kann auch auf Hochtemperaturkunststoffe wie Ultem*9085 (PEI) und PPSU zurückgegriffen werden. Die Materialien weisen dabei unterschiedliche Materialeigenschaften und somit auch unterschiedliche mechanische Eigenschaften auf. Unterschiedliche Schichthöhen können durch die Auswahl von Düsen unterschiedlichen Durchmessers realisiert werden. Dadurch können vier unterschiedliche Schichthöhen realisiert werden, die zwischen 127 μm und 330 μm betragen. Eine Limitierung ist dadurch gegeben, dass nicht jede Düsengröße für jedes Material verwendet werden kann, da diese verfahrenstechnisch eingeschränkt sind. Für das Material ABS können beispielsweise alle Düsengrößen verwendet (T10-T20) und somit alle Schichthöhen realisiert werden.

Stratasys Fortus 400mc
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Baumaterialien

ABS-M30
PC
PC-ISO
PC-ABS
PPSF
Polyamid 12
Ultem 9085
Ultem 1010

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Technische Daten

Stratasys Fortus 400mc

Bauraum: 406x355x406 (x/y/z in mm)
Genauigkeit: ~ +/- 127 ”µm
Stützstrukturen: notwendig
Baugeschwindigkeit: material- und parameterabhängig
Schichthöhen: 127 ”- 330 µm (materialabhängig)

Kontakt

M.Sc. Frederick Knoop

DMRC

Fused Deposition Modeling

Frederick Knoop
Telefon:
+49 5251 60-5518
Fax:
+49 5251 60-5409
Büro:
W2.102

M.Sc. Christian Schumacher

DMRC

Fused Deposition Modeling

Christian Schumacher
Telefon:
+49 5251 60-5469
Fax:
+49 5251 60-5409
Büro:
W2.104

M. Sc. Julian Wächter

DMRC

Fused Deposition Modeling

Julian Wächter
Telefon:
+49 5251 60-5417
Fax:
+49 5251 60-5409
Büro:
W2.207

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