Ein Leitfaden für Einsteiger in den 3D-Druck – Erste Schritte mit FDM
【Einführung】
Das Schmelzschichtverfahren (FDM) ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem Material durch eine Düse extrudiert und zu 3D-Objekten verbunden wird. FDM gilt allgemein als das einfachste 3D-Druckverfahren und zeichnet sich durch Benutzerfreundlichkeit, Effizienz und weite Verbreitung aus. FDM-Drucker, die einfacher als Harz-3D-Druck und deutlich günstiger als pulverbasierte Verfahren wie SLS sind, dominieren heutzutage den 3D-Druckmarkt.
【Anwendungsbereiche】
Der 3D-Druck bietet ein extrem breites Anwendungsspektrum. Immer mehr Unternehmen setzen heutzutage auf 3D-Druck, um Prototypen zu erstellen oder Produkte schneller zu produzieren. Dies hat zunehmend Auswirkungen auf alle Bereiche der Produktentwicklung, Forschung, Ausbildung usw.
-
Konsumgüterindustrie
Aufgrund des immensen Werts des 3D-Drucks in der Wertschöpfungskette nutzen viele Unternehmen und Einzelhändler diese Technologie, um Produkte schneller zu individualisieren und zu gestalten und mit dem sich ständig wandelnden Verbrauchermarkt Schritt zu halten. Sie verlassen sich dabei auf die Schnelligkeit des 3D-Drucks. Dank ihrer Produktionskapazitäten können sie ihre Produkte auch schnell auf den Markt bringen. Dies umfasst unter anderem Schuhe, Möbel, Schmuck usw.
-
Medizinbranche
Dank des rasanten Fortschritts flexibler Fertigungsverfahren und Innovationen findet der 3D-Druck heute breite Anwendung im medizinischen Bereich, beispielsweise bei Implantatdesigns, chirurgischer Planung und Ausbildung sowie bei Prothesen. In diesem FallDer 3D-Druck wird im Bereich der Strahlentherapie eingesetzt, um kundenspezifische Geräte für die Strahlbereichsmodulation, die 3D-konformale Strahlentherapie (3D CRT) oder die Brachytherapie herzustellen.
-
Automobilindustrie
In der Automobilindustrie hat sich der 3D-Druck von seinen Anfängen mit dem Drucken relativ einfacher Prototypen von Kleinserienteilen hin zur Individualisierung von Spezialteilen und sogar zum 3D-Druck ganzer Autos entwickelt. Manchmal werden vor dem Montageprozess maßstabsgetreue Kleinmodelle gedruckt. Technologie kann der Industrie auch helfen, indem sie die schnelle Herstellung von Prototypen und die Reduzierung von Produktionskosten und -zeit ermöglicht.
-
Luft- und Raumfahrt
In der Luft- und Raumfahrtindustrie kann der Einsatz von 3D-Druck zur Entwicklung und Fertigung potenzieller Bauteile zu leichteren und stabileren Teilen führen und die Fertigungszeit um 70 % sowie die Kosten um 80 % reduzieren. Darüber hinaus leistet der 3D-Druck einen Beitrag zum Umweltschutz, indem er Metallabfälle um bis zu 95 % verringert.
-
Zahnmedizinische Anwendungen
Forschungen Dies deutet darauf hin, dass der Markt für 3D-gedruckte Anwendungen im Dentalbereich voraussichtlich deutlich wachsen wird. Zu den Anwendungsbereichen des dentalen 3D-Drucks gehören die Herstellung von Kronen, Zahnspangen, Brückenmodellen, Retainern und sogar kieferorthopädischen Modellen.
-
Architektur
Im Idealfall kann der 3D-Druck schnell maßstabsgetreue Modelle von Gebäuden erstellen, und diese physischen Modelle sind viel beliebter als die vom Computer auf dem Bildschirm dargestellten. Darüber hinaus kann der 3D-Druck sogar ganze Gebäude und städtische Strukturen erzeugen, wie beispielsweise die erste Fußgängerbrücke, die in Madrid, Spanien, im 3D-Druckverfahren hergestellt wurde.
-
Archäologie und Kunstrestaurierung
Der 3D-Druck ermöglicht Museen und der Archäologie die Anfertigung exakter Kopien von Artefakten für Forschungszwecke. Diese Technologie wird von Museen häufig eingesetzt, da antike Artefakte beim Transport leicht beschädigt werden können. Durch Scannen und 3D-Druck lassen sie sich reparieren.
-
Forensik
Im Bereich der forensischen Wissenschaft ermöglicht der Einsatz des 3D-Drucks bahnbrechende Fortschritte bei der Aufklärung ungelöster Fälle, indem beispielsweise Schädel, Schuhabdrücke usw. im Handumdrehen gedruckt werden können.
-
Filmindustrie
In der Filmindustrie nutzen Filmstudios und Produktionsfirmen den 3D-Druck mittlerweile immer häufiger für die Vorbereitung von Make-up und Spezialeffekten zur Charaktererstellung. Dies senkt nicht nur die Kosten des Prozesses drastisch, sondern reduziert auch den Materialverbrauch.
-
Ausbildung
Die 3D-Drucktechnologie bietet unzählige Anwendungsmöglichkeiten im Bildungsbereich. An manchen Schulen wird theoretisches Lehrbuchwissen zunehmend durch erfahrungsorientiertes, projektbasiertes Lernen ersetzt. Schülerinnen und Schüler können die 3D-Drucktechnologie nutzen, um ihre Ideen umzusetzen und Projekte zu realisieren, die einen Beitrag zur Gesellschaft leisten.
【Hauptkomponenten】
-
Steuerungsschnittstelle
Moderne 3D-Drucker verfügen teilweise über eine Bedienoberfläche zur Anzeige von Informationen und zur Steuerung des Geräts. Auch unerfahrene Benutzer können darüber Druckerinformationen abrufen oder den Druckfortschritt verfolgen.
-
Plattform erstellen
Die Bauplattform ist im Wesentlichen die Oberfläche, auf der die Teile gefertigt werden. Sie umfasst üblicherweise ein Heizbett, damit die Teile besser haften.
-
Druckkopf
Ein Drucker kann einen oder mehrere Druckköpfe besitzen, die üblicherweise einen Extruder und ein Hotend enthalten. Der Extruder ist für das Einziehen und Ausstoßen des Filaments durch den Druckkopf verantwortlich. Das Hotend enthält Heizelemente und Düsen. Die Heizelemente erhitzen das Filament, um es aus den Düsen zu extrudieren.
【Filamente】
FDM-3D-Drucker verwenden Filamente als Material zur Teileherstellung. Diese Filamente sind im Wesentlichen speziell entwickelte Thermoplaste, die geschmolzen werden können. und abgekühlt Sie behalten dabei aber ihre strukturelle Integrität. Filamente sind üblicherweise in zwei verschiedenen Durchmessern erhältlich: 1,75 mm und 3 mm (oder 2,85 mm). Neben dem Durchmesser unterscheiden sie sich auch in der Spulengröße. Größen. Ein kurzer Blick auf den Markt zeigt, dass die gängigsten Größen 500 Gramm, 750 Gramm, 1 Kilogramm, 2 Kilogramm und 3 Kilogramm sind.

Die gebräuchlichsten Filamentarten sind
【Schritte】
-
Modelle entwerfen oder beschaffen
Wenn Sie ein Bauteil im 3D-Druckverfahren herstellen möchten, benötigen Sie ein 3D-Modell dieses Bauteils. 3D-Modelle werden mithilfe von 3D-Modellierungssoftware wie CAD-Software (Computer Aided Design) erstellt. Hier sind einige Beispiele für gängige 3D-Modellierungsprogramme:
- Fusion 360(kostenlos für nichtkommerzielle CAD-Nutzung)
- SolidWorks(bezahlt in CAD)
- Mixer(Freiflächen- und organisches Modellieren)
Für Anfänger gibt es einfachere CAD-Softwareoptionen wie Tinkercad, ein Programm, das von fast jedem ohne Vorkenntnisse genutzt werden kann.
Die meisten 3D-Druck-Einsteiger verfügen jedoch nicht über die nötigen Kenntnisse, um die entsprechende Software zu bedienen. Aber keine Sorge, es gibt Alternativen. Da 3D-Drucker in den letzten Jahren immer beliebter geworden sind, haben sich zahlreiche Websites als Plattformen für 3D-Modelle etabliert. Wir haben vier der bekanntesten Websites für Sie ausgewählt, auf denen Sie Modelle kostenlos herunterladen können: Thingiverse, Kulte, Druckvorlagen und so weiterEine Beschreibung und einen Vergleich der Webseiten finden Sie im offiziellen Blog: Die besten 3D-Modell-Websites des Jahres 2023Die
-
Modelle vorbereiten
Sobald das Modell in der 3D-Designsoftware fertiggestellt ist, muss es mithilfe einer speziellen Software, der Slicing-Software, vorbereitet werden. Diese wandelt das Modell in einen Maschinenbefehlscode um. Nach dem Import des 3D-Modells in die Slicing-Software lassen sich zahlreiche wichtige Parameter anpassen, wie Druckgeschwindigkeit und -temperatur, Wandstärke, Füllgrad, Schichthöhe usw. Die resultierende Datei besteht aus G-Code, der Sprache des 3D-Druckers und der CNC-Maschine. Es handelt sich dabei im Wesentlichen um eine lange Folge von Anweisungen, die der 3D-Drucker beim Aufbau des Modells ausführt.

-
Unterstützt
Eine der Hauptfunktionen von Slicing-Software ist die Analyse des Modells und die Bestimmung, ob Stützstrukturen benötigt werden. Insbesondere Teile mit starken Überhängen erfordern Stützstrukturen.Mit Slicing-Software können Sie auswählen, wo und wie dicht die Stützen platziert werden sollen, und einige Slicing-Softwareprogramme ermöglichen es dem Benutzer sogar, verschiedene Arten von Stützstrukturen auszuwählen, die möglicherweise leichter zu entfernen oder stabiler sind.
-
Füllung
Die Füllung im Inneren des Bauteils beeinflusst maßgeblich dessen Festigkeit, Gewicht und Druckzeit. Füllmuster und -dichte lassen sich mit der Slicing-Software anpassen. Die Fülldichte gibt den Füllgrad in Prozent an. Ein Druck mit 0 % Füllung ist hohl, ein Druck mit 100 % Füllung hingegen vollständig massiv. Für die meisten Standarddrucke wird eine Fülldichte von 15–50 % empfohlen. Um die Festigkeit zu erhöhen, kann die Fülldichte erhöht werden. Beachten Sie jedoch, dass höhere Fülldichten mehr Filament und längere Druckzeiten erfordern.
-
Modelldateien hochladen
Zum Hochladen von Modelldateien bieten Drucker in der Regel zwei Möglichkeiten: drahtlose Übertragung und USB-Übertragung. Sie müssen das 3D-Modellbild in ein 3D-Druckformat konvertieren und die Datei anschließend hochladen, nachdem Sie Ihren Computer mit dem Drucker verbunden haben, oder die Datei direkt über den USB-Anschluss hochladen. Der Druckvorgang kann nach Abschluss des Uploads gestartet werden.
【Tipps zur Fehlerbehebung】
-
Verformung
Dies geschieht typischerweise, wenn die aufgetragenen Materialien abkühlen, (leicht) schrumpfen und an den unteren Schichten ziehen, wodurch diese sich von der Druckplattformplatte ablösen. -
Besaitung
Übermäßiges Stringing am Modell kann durch falsche Abstimmungs-, Temperatur- oder Rückzugseinstellungen verursacht werden. -
Düsenverstopfungen
Wenn Sie ungewöhnliche Geräusche vom Druckkopf hören und feststellen, dass das Filament nicht oder nur schwach aus der Düse austritt, könnte die Düse verstopft sein. Dies kann durch minderwertiges Filament, unzureichende Temperaturregelung oder die Art des Filaments verursacht werden. -
Schichtverschiebung
Dies kann durch ein leichtes Wackeln in der Z-Achse oder eine zu hohe Druckgeschwindigkeit verursacht werden. -
Unterextrusion
Unterextrusion tritt auf, wenn während des Druckvorgangs nicht genügend Filament extrudiert wird. Dies erkennen Sie an Lücken zwischen den Druckschichten. -
Überextrusion
Überextrusion ist das gegenteilige Problem, bei dem zu viel Filament herausgepresst wird. Dies kann zu abgelösten Schichten, Pickeln und insgesamt schlechten Ergebnissen führen.
Weitere Tipps zur Fehlerbehebung und Reparatur finden Sie hier:
【Bitte sauber halten】
-
Bahnsteigreinigung
Die Plattform kann gereinigt werden, indem man zuerst die restlichen Filamente auf dem Heizbett mit dem Schaber herausschaufelt und sie dann vorsichtig mit einem fusselfreien Flanelltuch abwischt.
-
Düse RRest Csich lehnen
Heizen Sie die Düse je nach Filamentart auf die geeignete Temperatur vor und ziehen Sie dann die überschüssigen Filamente langsam heraus. Mit einer Pinzette von innen reinigen oder die Düse zur gründlichen Reinigung abnehmen.
-
Andere
Beseitigen Sie den Müll unter dem Gehäuse des 3D-Druckers, schmieren Sie die ölarmen Teile gut ein und wischen Sie das Öl auf dem Motor, dem Filament und anderen Komponenten mit einem sauberen Tuch ab.
【Empfehlungen】
Wenn Sie Anfänger sind oder nach günstigen, aber leistungsstarken FDM-3D-Druckern suchen,
Wenn Sie im Bereich 3D-Druck ambitionierter sind und über ein größeres Budget verfügen, sollten Sie dies unbedingt in Betracht ziehen.
Für alle, die sich auf 3D-Druck spezialisiert haben oder eine neue Maschine für ihr Geschäft benötigen,
Ganz gleich, welche Ziele Sie verfolgen oder welches Budget Sie haben, es gibt garantiert die passende Maschine für Sie. Willkommen in der Welt des FDM-Drucks!
【Verbinden Sie sich mit QIDI 】
Haben Sie gute Erfahrungen gemacht mit
Für weitere Informationen über
Sollten Sie bei der Verwendung auf Probleme stoßen