FDM 3D-Druck Service für belastbare Bauteile

FDM extrudiert einen geschmolzenen Kunststoffstrang durch eine Düse und legt ihn Bahn für Bahn und Schicht für Schicht ab. Innerhalb einer Schicht verschmilzt das Material nahezu vollständig, zwischen zwei Schichten entsteht dagegen eine Schweißverbindung, die selten die Festigkeit des Vollmaterials erreicht. Daraus folgt die wichtigste Konstruktionsregel im FDM: ein Bauteil ist in Druckrichtung, also entlang der Schichten, deutlich fester als quer dazu. Wer ein Teil so orientiert, dass die Hauptlast entlang der Schichten wirkt statt sie auseinanderzuziehen, gewinnt oft mehr an Festigkeit als durch einen Wechsel des Werkstoffs.

Im Vergleich zu Pulververfahren wie SLS oder MJF hat FDM klare Grenzen und ebenso klare Vorteile. SLS und MJF bauen Teile im Pulverbett auf, ohne Stützstruktur, und erreichen eine annähernd isotrope Festigkeit, weil das Pulver rundum verschmilzt. Dafür sind die Maschinen teurer im Betrieb, und kleine Stückzahlen lohnen sich seltener. FDM braucht Stützstruktur bei Überhängen, ist bei einzelnen Teilen und kleinen Serien aber meist günstiger und schneller startklar, weil kein Pulverbett vorgeheizt und entpackt werden muss. SLA wiederum liefert die glatteste Oberfläche und feinste Details, aber deutlich sprödere Bauteile mit geringerer Langzeitstabilität unter UV und Last.

Die Oberfläche eines FDM-Teils zeigt die Schichthöhe als sichtbare Linien, üblicherweise zwischen 0,10 und 0,30 mm. Für funktionale Bauteile ist das meist unproblematisch, für optisch anspruchsvolle Teile lässt sich die Oberfläche schleifen, spachteln oder lackieren. Bei der Kostenstruktur zählt vor allem Druckzeit und Materialverbrauch, nicht Werkzeugkosten. Ein Bauteil mit hohem Füllgrad, feinen Schichten und ausladenden Überhängen kostet mehr Druckzeit und damit mehr, unabhängig von der Stückzahl. Das unterscheidet FDM grundlegend vom Spritzguss, wo die Werkzeugkosten die erste Charge teuer machen und jedes weitere Teil fast nichts kostet.