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Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Filament Fabrication (FFF) ist eine äußerst beliebte Methode in der 3D-Drucktechnologie.Das Grundprinzip der Technologie besteht darin, Kunststofffilament zu erhitzen und zu extrudieren, um ein dreidimensionales Objekt zu erzeugen, indem es Schicht für Schicht auf einer Druckplattform gestapelt wird. Der Grund, warum die FDM-Technologie in vielen Bereichen weit verbreitet sein kann, liegt vor allem in ihrer Fähigkeit, eine gute Verträglichkeit mit einer Vielzahl von Materialien, insbesondere Thermoplasten, zu erreichen. In diesem Artikel sollen einige derDie gebräuchlichsten Materialien, die in Fused Deposition Modeling-Prozessen verwendet werden.

Welche Materialien werden beim Fused Deposition Modeling (FDM) verwendet?

Die FDM-Drucktechnologie setzt hauptsächlich auf eine Vielzahl von Kunststoffen, von starkem ABS und PLA bis hin zu flexiblem TPE, die weit verbreitet sind. Neben Kunststoffen können FDM-Drucker auch Materialien wie Metalle, Keramik und Harze verarbeiten. Im Bereich des Bauwesens reift das auf der FDM-Technologie basierende Verfahren allmählich heran. Der Beton wird durch einen Extruder gedruckt, so dass das gesamte Gebäude durch den 3D-Druck in sehr kurzer Zeit, beispielsweise innerhalb weniger Tage, fertiggestellt werden kann. Darüber hinaus sind FDM-Drucker in der Lage, wachsartige Materialien zu verarbeiten und 3D-Modelle fürMetall-Feinguss. Modernste experimentelle Forschung hat die Möglichkeit untersucht, mehr Materialien zu drucken, darunter Lebensmittel und organische Gewebematerialien, die ebenfalls erfolgreich mit der Fused Deposition Modeling-Technologie gedruckt wurden.

Was sind die am häufigsten verwendeten Thermoplaste in FDM?

Bei der Fused Deposition Modeling (FDM)-Technologie ist FolgendesThermoplastensind aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften weit verbreitet:

PLA (Polymilchsäure)

PLA ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien im FDM-3D-Druckund ist für die meisten Druckanforderungen geeignet. Es wird aus natürlichen pflanzlichen Ressourcen wie Maisstärke oder Zuckerrohr gewonnen und hat daher erhebliche Vorteile für die Umwelt. PLA hat eine niedrigere Drucktemperatur und ist für Anfänger geeignet. Die bedruckte Oberfläche ist glatt und die Nachbearbeitung ist relativ einfach. Darüber hinaus ist PLA als biologisch abbaubares Material umweltfreundlich. PLA hat jedoch eine schlechte Hitzebeständigkeit und kann sich verformen, wenn es längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt wird, wodurch es für Hochtemperatur- oder Hochlastanwendungen ungeeignet ist.

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)

ABS ist ein technischer Kunststoff, der im FDM-Druck weit verbreitet istund hat eine hohe mechanische Festigkeit und Hitzebeständigkeit. Es wird häufig zur Herstellung von Funktionsteilen und komplexen Komponenten verwendet und eignet sich für Produkte, die eine hohe Festigkeit und Haltbarkeit erfordern. ABS-Materialien halten hohen Temperaturen stand, lassen sich nicht leicht verformen, sind wirtschaftlicher als andere technische Materialien und eignen sich für die Massenproduktion. ABS setzt jedoch während des Druckvorgangs einen gewissen Geruch frei, so dass es in einer gut belüfteten Umgebung verwendet werden muss.

TPU (thermoplastisches Polyurethan)

TPU ist ein flexibles Material mit ausgezeichneter Elastizität und Verschleißfestigkeit und wird häufig zum Drucken von Teilen verwendet, die gebogen, gedehnt oder gestaucht werden müssen. Es eignet sich für die Herstellung von biegsamen und elastischen Teilen wie Schuhsohlen, Griffen und Schutzschalen. TPU hat eine hohe Verschleißfestigkeit und eignet sich für den Druck von Teilen, die langfristiger Reibung standhalten müssen. Es ist außerdem öl- und chemikalienbeständig und eignet sich für den Druck von Teilen, die Öl- oder chemischen Umgebungen ausgesetzt sind. AberTPU-Materialien sind relativ schwer zu druckenund die Druckereinstellungen müssen angepasst werden, um einen reibungslosen Druck zu gewährleisten.

Nylon

Nylon ist ein starker, langlebiger technischer Kunststoff, der häufig in Automobilen verwendet wird, Luftfahrt, Medizin und andere Bereiche. Es hat eine hohe Festigkeit und eine gute Verschleißfestigkeit und eignet sich für die Herstellung von Funktionsteilen. Nylon weist eine gute Beständigkeit gegen chemische Einwirkung auf und ist zudem etwas hygroskopisch, so dass bei der Lagerung besonders auf die Feuchtigkeitsbeständigkeit geachtet werden muss. Der Nylondruck hat ein breites Anwendungsspektrum und eignet sich besonders für die Herstellung von Funktionsbauteilen wie Zahnrädern und Lagern.

PETG

PETG-Filament ist ein Material mit starker chemischer Beständigkeit und Transparenz und wird häufig verwendet in3D-Druck von Teilendie eine höhere Festigkeit und bessere Transparenz erfordern. Es kombiniert die leicht zu bedruckenden Eigenschaften von PLA mit der Langlebigkeit von ABS und eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungsszenarien. PETG ist in Umgebungen mit hohen Temperaturen stabiler und einfacher zu drucken alsABS, was es im industriellen Bereich sehr beliebt machts.

Welche Hochleistungswerkstoffe gibt es für FDM?

In der FDM-Technologie (Fused Deposition Modeling) werden zunehmend Hochleistungswerkstoffe eingesetzt. Diese Materialien verfügen in der Regel über hervorragende physikalische, chemische und mechanische Eigenschaften und können die Anforderungen von High-End-Anwendungen erfüllen. Hier sind einige Hochleistungsmaterialien, die für FDM verfügbar sind:

PEEK (Polyetheretherketon)

• Eigenschaften:PEEK ist ein teilkristallines thermoplastisches Polymer mit extrem geringer Feuchtigkeitsaufnahme, ausgezeichneter Hitzebeständigkeit, mechanischen Eigenschaften und chemischer Stabilität.
• Anträge:Aufgrund seiner einzigartigen Kombination von EigenschaftenPEEK ist in der Luft- und Raumfahrt und in der Medizin weit verbreitet. In der Luft- und Raumfahrtindustrie kann PEEK zur Herstellung von Flugzeugteilen wie Klemmen, Hochdruckschläuchen und elektrischen Leitungen verwendet werden, um das Gewicht zu reduzieren und die Leistung zu verbessern. Im medizinischen Bereich eignet sich PEEK für die Herstellung von Medizinprodukten und Implantaten, wie z. B. Prothesen, Implantate und zahnärztliche Instrumente.

ULTEM (Polyetherimid)

• Eigenschaften:ULTEM-Materialien wie ULTEM 9085 und ULTEM 1010 bieten eine hohe Festigkeit, Flammwidrigkeit sowie eine hervorragende Hitze- und Chemikalienbeständigkeit. ULTEM 9085 ist auch ein FST-zertifiziertes Material (Flame, Smoke and Toxicity), das strenge Transportanforderungen erfüllt.
• Anträge:ULTEM-Materialien sind in der Luft- und Raumfahrt weit verbreitet, Automobilindustrie und andere Bereiche, die eine hohe Festigkeit, Hitzebeständigkeit und chemische Beständigkeit erfordern. So wird beispielsweise ULTEM 9085 in vielen Produkten der Luft- und Raumfahrt eingesetzt.

Kohlefaserverstärktes Filament

• Eigenschaften: Kohlefaser kann als Endlosfaserschicht oder gehackter Strang in Filamente eingebettet werden, wodurch die Festigkeit und Steifigkeit des Teils bei geringem Gewicht erheblich erhöht wird.
• Anträge:Kohlefaserverstärkte Filamente sind in der Luft- und Raumfahrt weit verbreitet, Automotive, Sportgeräte und andere Bereiche. Die Verwendung von Kohlefaser kann die mechanischen Eigenschaften von FDM-Drucken verbessern, so dass sie höheren Belastungen und Belastungen standhalten können.

Welche flexiblen und speziellen Materialien können verwendet werden?

In der FDM-3D-Drucktechnologie (Fused Deposition Modeling) kann neben gängigen technischen Kunststoffen wie PLA und ABS auch eine Vielzahl von flexiblen und speziellen Materialien verwendet werden, um unterschiedliche Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Hier sind einige flexible und spezielle Materialien, die für den FDM-Druck verfügbar sind:

Flexibles Material:

1. TPU

• Eigenschaften: Weich und zäh, gummiartige Flexibilität, dehnbar und schlagfest.
• Anwendung: Der FDM-Druck von Gummiteilen, wie z.B. Dichtungen, Schuhsohlen, Smartphone-Hüllen usw., wird auch für den Bekleidungsdruck verwendet.

Spezielle Materialien

1. HÜFTEN

• Eigenschaften: Ausgezeichnete Schlagfestigkeit, hohe Löslichkeit, wird als Stützmaterial verwendet.
• Anwendung: Drucken von Teilen mit Winkeln von mehr als 45 Grad, einfache Entfernung der Stützstruktur, ohne das Hauptobjekt zu beschädigen.

2. Holz

• Eigenschaften: Holzfasern werden mit PLA gemischt, um Holzmodelle herzustellen.
• Anwendung: Beim Drucken von Bambus, Kiefer und anderen Holzprodukten sind Aussehen, Struktur und Textur wie natürliches Holz und biologisch abbaubar.

3. Metallisches Texturmaterial

• Funktionen:Metallpulverwird mit PLA/ABS gemischt, um eine metallische Textur zu erzeugen.
• Anwendung: FDM druckt Metalloptikmodelle, wie z. B. Dekorationen, die Bronze, Messing und andere Effekte zeigen.

Wie schneiden FDM-Materialien im Vergleich zu SLA und SLS ab?

Im Vergleich zu SLA (Stereolithographie) und SLS (hochpräzises Lasersintern) weisen FDM-Materialien in vielen Aspekten deutliche Unterschiede auf. Hier ist ein detaillierter Vergleich der Materialien, die in dieser transparenten 3D-Drucktechnologie verwendet werden:

Zusammenfassung

Die FDM-Technologie (Fused Deposition Modeling) ist aufgrund ihrer Kompatibilität mit einer Vielzahl von Materialien beliebt. Von umweltfreundlichem PLA bis Hochleistungs-PEEK, von flexiblem TPU bis zu starkem Nylon,FDM-DruckmaterialienSie haben eine große Auswahl, um den Anforderungen verschiedener Bereiche und Anwendungen gerecht zu werden. Bei der Auswahl von FDM-Druckmaterialien müssen Benutzer Faktoren wie Druckanforderungen, Materialeigenschaften, Budget und Anwendungsszenarien umfassend berücksichtigen, um das 3D-Druckerlebnis zu optimieren und die besten Druckergebnisse zu erzielen.

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Häufig gestellte Fragen

1.Welche Arten von Materialien werden hauptsächlich für den FDM-Druck verwendet?

Beim FDM-Druck werden hauptsächlich Thermoplaste verwendet, die dem Drucker in Form von Filamenten zugeführt werden. Zu den gebräuchlichsten Materialien gehören PLA (Polymilchsäure), ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), TPU (thermoplastisches Polyurethan), Nylon und PETG (Polyethylenterephthalat-1,4-cyclohexandimethanol). Darüber hinaus gibt es einige Hochleistungswerkstoffe wie PEEK (Polyetheretherketon) und Verbundwerkstoffe wie kohlenstofffaserverstärkte Werkstoffe, die ebenfalls häufig in bestimmten Anwendungen eingesetzt werden.

2.Was sind die Eigenschaften von PLA-Material?

PLA ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien im FDM-Druck. Es wird aus natürlichen pflanzlichen Ressourcen wie Maisstärke oder Zuckerrohr gewonnen und hat daher Vorteile für die Umwelt. PLA ist leicht zu drucken, hat eine glatte Oberfläche und hat fast keinen Geruch beim Drucken. Es hat jedoch eine schlechte Hitzebeständigkeit und kann sich verformen, wenn es längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt wird, was es für Hochtemperatur- oder Hochlastanwendungen ungeeignet macht.

3.Für welche Szenarien sind ABS-Materialien geeignet?

ABS ist ein technischer Kunststoff mit hoher mechanischer Festigkeit und Hitzebeständigkeit und wird häufig zur Herstellung von Funktionsteilen und komplexen Komponenten verwendet. Es eignet sich für Produkte, die eine hohe Festigkeit und Haltbarkeit erfordern, wie z. B. Automobilteile, elektronische Gehäuse usw. Bitte beachten Sie jedoch, dass ABS während des Druckvorgangs einen gewissen Geruch abgeben kann und eine gute Belüftung erfordert.

4.Was ist das Besondere an TPU-Material?

TPU ist ein flexibles Material mit ausgezeichneter Elastizität und Verschleißfestigkeit und wird häufig zum Drucken von Teilen verwendet, die gebogen, gedehnt oder gestaucht werden müssen. Es ist ideal für den Druck von flexiblen Gegenständen wie Schuhsohlen, Griffen und Schutzhüllen. Der TPU-Druck ist jedoch relativ schwierig, und die Druckereinstellungen müssen angepasst werden, um einen reibungslosen Druck zu gewährleisten.

Ressource

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2. Oberflächenmodifikation von 3D-gedruckten PLA-Objekten durch Fused Deposition Modeling: Ein Rückblick

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