Technologien

Filament 3D-Druck

Was ist 3D-Druck mit Filamenten?

Bei den im 3D-Druck verwendeten Filamenten handelt es sich um Thermoplaste, d. h. um Kunststoffe (auch Polymere genannt), die beim Erhitzen schmelzen und nicht verbrennen, die geformt und gegossen werden können und die beim Abkühlen erstarren. Die Extruderbaugruppe des Druckers bewegt sich, während das Filament in eine Heizkammer geleitet wird, wo es auf seine Schmelztemperatur erhitzt und dann durch eine Metalldüse extrudiert (gespritzt) wird, wobei es einem in einer 3D-Objektdatei programmierten Weg folgt, um das gedruckte Objekt Schicht für Schicht aufzubauen. Obwohl die meisten 3D-Drucker nur über einen Extruder verfügen, gibt es mehrere Dual-Extruder-Versionen, die ein Objekt in verschiedenen Farben oder mit verschiedenen Filamenttypen drucken können.

Fused Filament Fabrication (FFF) oder Fused Deposition Modeling sind zwei Begriffe, die zur Beschreibung des Druckverfahrens mit Kunststofffilamenten (FDM) verwendet werden. Eine Besonderheit des Fused Deposition Modeling ist, dass komplexe Geometrien aus bekannten Materialien wie ABS, PC, PEEK und PA gefertigt werden können. Zudem ist es möglich, Stützstrukturen für Überhänge mit einem Supportmaterial zu fertigen. Das Supportmaterial kann dann im Nachgang aufgelöst werden. Die Abkürzung FDM ist ein eingetragenes Warenzeichen des 3D-Druck-Pioniers Stratasys Corp., so dass andere Hersteller sich eigene Namen ausdenken mussten, um die Technologie hinter ihren Druckern zu erklären; FFF ist derjenige, der sich durchgesetzt hat. Auch heute noch werden die Namen austauschbar verwendet, mit Ausnahme einiger Herstellerbroschüren. Auch wenn die Bezeichnungen austauschbar sind, gibt es doch einige bemerkenswerte Unterschiede zwischen den beiden.

Bekannte Materialien

Schnell zu Ihren Bauteilen

Großes Anwendungsspektrum

Die Arbeitsschritte des Fused Deposition Modeling

1. Vorbereitung der Daten

Die passende 3D-Drucker-Software wird für die Aufbereitung der Daten verwendet. Die Software generiert ggf. notwenige Supports und erstellt den G-Code. Anschließend werden die fertig aufbereiteten Daten an den 3D-Drucker übermittelt und verarbeitet.

2. Sicherstellung Materialzufuhr

Bevor der Druck gestartet werden kann, muss die Materialzufuhr geprüft werden. In diesem Schritt wird sichergestellt, dass ausreichend Druckmaterial für den Druckvorgang vorhanden ist.

3. Drucken

Im dritten Schritt erfolgt der eigentliche Druck des Bauteils. Dabei fährt der Extruder den Querschnitt des Bauteils ab und legt das Material durch die Düse nieder. Der Prozess wird für jede einzelne Schicht wiederholt.

4. Entfernen der Supports

Im Anschluss werden ggf. notwendige Supports entfernt. Die Supports können je nach Supportmaterial entweder von Hand oder in einem Wasserbad entfernt werden.

5. Weiteres Post Processing

Die Bauteile können im Nachgang nach Belieben und falls notwendig weiter bearbeitet werden. Die Bauteile können bspw. lackiert oder mechanisch bearbeitet werden.

Vor- und Nachteile des Fused Deposition Modeling

  • Einfach zu bedienen
  • Hohe Komplexität der Bauteile möglich
  • Kurze Vorbereitungszeiten
  • Schnelle Fertigung
  • Bekannte Materialien
  • Große Materialauswahl
  • Etwas raue Oberflächen
  • Ggf. Nachbearbeitung notwenig
  • Keine hohe Auflösung

Anwendungen

Luft- und Raumfahrt

Durch die Fertigung von Bauteilen aus Hochleistungskunststoffen wie ULTEM und PEEK können auch die anspruchsvollsten Anwendungen umgesetzt werden. Das Fused Deposition Modeling Verfahren ermöglicht Ihnen die Verarbeitung von zertifizierten Materialien für die Luft- und Raumfahrt.

Automobilindustrie

In der Automobilindustrie wird das Fused Filament Fabrication Verfahren insbesondere für das Prototyping eingesetzt. So können Prototypenfahrzeuge und Vorserienmodelle in kürzester Zeit realisiert werden. FDM bietet zudem die Möglichkeit auch große Komponenten zu drucken.

Medizintechnik

Sowohl im Apparatebau, als auch in der Fertigung von Implantaten wird das FDM-Verfahren vermehrt eingesetzt. Zudem können Hilfselemente und Ersatzteile aus zertifizierten Materialien gedruckt werden.

Elektronik- Industrie

Die Verwendung von ABS-ESD, einem Polymer aus ABS mit Kohlenstoff-Nanoröhren, bietet ausgezeichnete Druckeigenschaften und hervorragende ESD-Eigenschaften für den Einsatz in kritischen Anwendungen, die einen Schutz vor elektrostatischer Entladung erfordern.

Konsumgüter

Zu den typischen Konsumgütern, die mit 3D-Filamentdruck hergestellt werden, gehören Brillengestelle, Schuhe (Sandalen, Einlegesohlen, Zwischensohlen) und Sportartikel. Alle diese Produkttypen nutzen den 3D-Filamentdruck, um eine bessere Anpassung und bessere Leistungen.

Forschung und Entwicklung

Kostengünstige Materialien und kurze Druckzeiten machen den 3D-Druck mit Filament ideal für den iterativen Designprozess. 3D-gedruckte Prototypen können zur Visualisierung von Konzepten oder zur Funktionsprüfung von technischen Teilen verwendet werden.

Industrielle FDM / FFF Systeme

Roboze

ARGO 1000

Die Roboze Argo 1000 hat den größten Bauraum der ARGO Serie, mit einem Volumen von 1000 x 1000 x 1000 mm (39,37 x 39,37 x 39,37 in). Erstellen Sie mit Hilfe des 3D-Druckers großformatige Bauteile mit einer Positioniergenauigkeit von 10 µm bei zuverlässiger Wiederholgenauigkeit.

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Roboze

ARGO 500

Die Roboze Argo 500 ist mit einem Volumen von 500 x 500 x 500 mm (19,7 x 19,7 x 19,7 in), die mittlere Baugröße der ARGO-Serie. Erstellen Sie großformatige Bauteile in einem 3D-Drucker mit 10 µm Positioniergenauigkeit bei gleichbleibender Wiederholgenauigkeit.

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Roboze

ARGO 350

Die Roboze Argo 350 hat ein Volumen von 350 x 300 x 300 mm (13,8 x 11,8 x 11,8 in), die kleinste Baugröße der ARGO-Serie. Erstellen Sie großformatige Fertigteile mit einem 3D-Drucker mit 10 µm Positioniergenauigkeit und gleichbleibender Wiederholgenauigkeit.

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Desktop Metal

Fiber

Desktop Metal Fiber hat mit der einzigartige Micro Automated Fiber Placement (AFP)- Technologie den 3D Druck für Verbundwerkstoffe revolutioniert. Das System kombiniert die außergewöhnliche Leistung von Endlosfasern mit der Zugänglichkeit des FFF-Drucks.

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Professionelle Desktop SLS 3D-Drucker

Raise3D

Pro3 Serie

Die 2022 von Raise3D vorgestellten professionellen 3D-Drucker der Pro3-Serie mit zwei Extrudern, die aus der Pro2-Serie hervorgegangen sind, erfüllen die Anforderungen sowohl der Produktion als auch des schnellen Prototypings in mehreren Größen, mit hoher Präzision und kontinuierlichem Betrieb.

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Raise3D

Pro2 Serie

Die preisgekrönte Pro2-Serie von Raise3D gilt als Maßstab und neuer Standard für professionelle 3D-Druckanwendungen mit 24/7 Zuverlässigkeit. Die Pro2-Serie von Raise3D besteht aus dem Pro2 und dem Pro2 Plus, Dual-Extruder-3D-Druckern mit hoher Druckqualität für Fertigungs- und Rapid-Prototyping-Projekte unterschiedlicher Größe.

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Raise3D

E2CF

Der E2CF erfüllt die Anforderungen verschiedener Branchen, beispielsweise der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und des Gesundheitswesens, welche Bauteile mit einem hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und gleichbleibend hochwertiger Qualität herstellen müssen. Der E2CF wurde speziell für kohlefaserverstärkte Materialien entwickelt und kann brake away Stützstrukturen drucken.

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Raise3D

E2

Der Raise3D E2 einer der besten 3D-Drucker im Jahr 2021 und gilt als Maßstab und Standard für industrielle 3D-Druckanwendungen bei 24/7-Zuverlässigkeit. Der E2 ist ein Desktop-3D-Drucker mit unabhängigen Doppelextrudern (auch bekannt als IDEX). IDEX gibt dem E2 die Möglichkeit, fortschrittlichere Funktionen wie den Spiegel- und Dupliziermodus auszuführen, was diesen Drucker ideal für den professionellen 3D-Druck macht.

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Roboze

Plus PRO

Der Roboze Plus PRO hat ein Bauvolumen von 300 x 250 x 220 mm (11,8 x 9,8 x 8,7in) und ist damit etwas größer als der One Pro. Beschleunigen Sie Ihre Produktentwicklung durch den Einsatz fortschrittlicher Materialien. Erstellen Sie Bauteile mit einer Positioniergenauigkeit von 15 µm bei zuverlässiger Qualität, mit Hilfe des 3D-Druckers.

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Roboze

One PRO

Der Roboze One PRO hat ein Bauvolumen von 300 x 250 x 200 mm (11,8 x 9,8 x 7,9 in). Das industrielle 3D-Drucksystem One Pro von Roboze garantiert hohe Toleranzen und Wiederholgenauigkeit. Sie können damit schnell Bauteile mit einer Positioniergenauigkeit von 15 µm bei konstanter Qualität fertigen.

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Beratung

Gerne unterstützt Sie unser Experten Team bei der Auswahl der richtigen 3D-Druck Technologie und bei der Auswahl des richtigen 3D-Druck Systems.

Unser Applikationsteam berät Sie zudem bei der Materialwahl. Wir können unter anderem Kosten- und Zeitkalkulationen sowie Musterteile zur Verfügung stellen. In unserem Showroom haben wir die Möglichkeit gemeinsam mit Ihnen das Projekt zur validieren!

Simon Hall Account Manager