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.
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.
