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Was ist FDM-3D-Druck?

Fused Deposition Modeling (FDM) ist eine additive Fertigungstechnologie, bei der eine beheizte Düse thermoplastisches Filament Schicht für Schicht extrudiert, um ein festes Objekt zu erzeugen. FDM wird besonders für seine Kosteneffizienz, Materialvielseitigkeit und die Fähigkeit geschätzt, funktionale Prototypen sowie Endbauteile herzustellen. Dank der Kompatibilität mit Hochleistungswerkstoffen ist FDM in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt sowie im allgemeinen Maschinenbau weit verbreitet.

Colorful 3D printed geometric shapes in green, yellow, and blue on a white surface.

FDM Materialen

PA12 CF

PA12 CF Ein Verbundwerkstoff auf Basis von PA12 (Polyamid 12), verstärkt mit Kurz-Kohlenstofffasern. Dieses Material bietet eine einzigartige Kombination aus Festigkeit, Leichtigkeit und Haltbarkeit – ideal für Strukturteile, Vorrichtungen und Funktionsprototypen in der Automobilindustrie, Luftfahrt und Fertigung.

ASA

ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat) ist ein Polymer, das für seine hervorragende Witterungsbeständigkeit, UV-Stabilität und Schlagfestigkeit bekannt ist. Es ist perfekt für Außenanwendungen geeignet, da es seine Formstabilität und Farbe über lange Zeit beibehält. Ideal für Beschilderungen, Stadtmöbel und Prototypen im maritimen Bereich.

ABS

ABS ist ein weit verbreiteter Thermoplast in der FDM-Technologie. Er bietet ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit, Haltbarkeit und einfacher Verarbeitbarkeit. ABS wird häufig für Funktionsprototypen, mechanische Teile und industrielle Komponenten verwendet, da es mechanischen Belastungen und moderaten Temperaturen standhält.

ABS ESD

ABS ESD ist ein elektrostatisch ableitender ABS-Thermoplast, ideal für sensible elektronische Anwendungen. Er verhindert die statische Aufladung und eignet sich daher für Gehäuse, elektronische Baugruppen und Verpackungen in ESD-sensiblen Umgebungen.

ULTEM 9085

ULTEM 9085 ist ein fortschrittlicher Hochleistungsthermoplast aus Polyetherimid (PEI) und Polycarbonat (PC). Er bietet eine außergewöhnliche Hydrolyse- und Säurebeständigkeit sowie hohe mechanische und thermische Leistung. Er ist flammhemmend und selbstlöschend, ideal für Anwendungen in der Automobilindustrie, im Schienenverkehr und in der Luftfahrt.

PA6

PA6 (Polyamid 6) ist ein Thermoplast, der für seine hervorragende Festigkeit, Steifigkeit und Verschleißfestigkeit bekannt ist. Er bietet hohe mechanische Belastbarkeit, Formstabilität und chemische Beständigkeit, was ihn ideal für mechanische Teile, Automotive-Komponenten und Elektrowerkzeuge macht.

PA12

PA12 (Polyamid 12) ist ein Hochleistungsthermoplast, bekannt für seine Zähigkeit, mechanische Widerstandsfähigkeit und Formstabilität. Seine Verschleiß-, Ermüdungs- und Chemikalienbeständigkeit machen ihn ideal für Automotive, Luftfahrt, Elektronik und industrielle Anwendungen.

PP

PP (Polypropylen) ist ein leichtes thermoplastisches Polymer mit guter chemischer Beständigkeit, Duktilität und Schlagfestigkeit. Es wird häufig für Prototypen, Funktionsteile und Konsumgüter wie Behälter, Gehäuse und Automobilkomponenten verwendet.

PA6 CF

PA6 CF ist ein Polyamid 6 Verbundwerkstoff, der mit Kurz-Kohlenstofffasern verstärkt ist. Er bietet eine überlegene mechanische Festigkeit, Steifigkeit und thermische Stabilität im Vergleich zu reinem Polyamid – ideal für Hochleistungsanwendungen im Motorsport und Maschinenbau.

PEEK

PEEK (Polyetheretherketon) ist ein Hochleistungsthermoplast, der für seine herausragende mechanische, thermische und chemische Beständigkeit bekannt ist. Er wird häufig in der Luftfahrt, Medizintechnik sowie Öl- und Gasindustrie als Metallersatz für Komponenten in extremen Umgebungen eingesetzt.

PEEK CF

PEEK CF Ein mit Kohlenstofffasern verstärkter Hochleistungsthermoplast. Er bietet extrem hohe mechanische Festigkeit, Steifigkeit und thermische Beständigkeit. PEEK CF wird in anspruchsvollsten Branchen wie der Luftfahrt und dem Motorsport als Metallersatz für Strukturbauteile eingesetzt.

PA CF (Onyx)

Onyx ist ein nylonbasierter Verbundwerkstoff, der mit Kurz-Kohlenstofffasern verstärkt ist. Er bietet eine Kombination aus hoher Festigkeit, Leichtigkeit und Langlebigkeit. Er wird für Strukturteile, Werkzeuge und Funktionsprototypen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie verwendet.

PA (Onyx) Continuous CF

Onyx Continuous Fiber kombiniert Nylon Onyx mit Endlos-Kohlenstofffasern, was zu außergewöhnlicher Festigkeit und Steifigkeit führt (vergleichbar mit Aluminium). Ideal für strukturelle Anwendungen, bei denen geringes Gewicht und maximale Belastbarkeit erforderlich sind.

PA CF (Onyx) Flame retardant

Onyx FR (Flame Retardant) ist ein kohlenstofffaserverstärkter Verbundwerkstoff, der speziell für Feuerwiderstand entwickelt wurde. Er vereint hohe mechanische Festigkeit mit flammhemmenden Eigenschaften, ideal für die Luftfahrt sowie für Elektronikanwendungen.

PA CF (OnyX) ESD

Onyx ESD ist ein kohlenstofffasergefüllter Nylon-Verbundwerkstoff mit elektrostatisch ableitenden Eigenschaften. Er bietet eine hohe Festigkeit und eine Oberflächengüte ähnlich wie Onyx, verhindert jedoch die statische Aufladung – perfekt für hochfeste Montagevorrichtungen in der Elektronikfertigung.

ULTEM 1010

ULTEM 1010 ist ein Hochleistungs-Polyetherimid (PEI) Thermoplast mit exzellenter Zugfestigkeit, chemischer Beständigkeit und hoher thermischer Stabilität. Er eignet sich für sterilisierbare medizinische Werkzeuge und industrielle Vorrichtungen.

PC-ABS

PC-ABS ist ein Blend aus Polycarbonat (PC) und ABS, der die Schlagfestigkeit von PC mit der Zähigkeit von ABS kombiniert. Er ist ideal für das Prototyping, die Kleinserienfertigung und industrielle Anwendungen.

PLA

PLA (Polymilchsäure) ist ein biologisch abbaubarer, einfach zu druckender Thermoplast aus erneuerbaren Ressourcen. Er wird häufig für Konzeptmodelle, Prototypen und dekorative Objekte verwendet.

TPU

TPU (Thermoplastisches Polyurethan) ist ein elastisches Material, das für seine Flexibilität, Haltbarkeit und chemische Beständigkeit bekannt ist. Es wird häufig für medizinische Geräte, Griffe und flexible Funktionsteile verwendet.

PETG

PETG ist ein zäher und chemisch beständiger Thermoplast. Er ist ideal für mechanische Komponenten, Prototypen und Anwendungen mit Lebensmittelkontakt geeignet.

FDM-Materialeigenschaften im Vergleich

Material

Farbe

Max. Abmessungen

Zugfestigkeit (MPa)

Zugmodul (GPa)

PEEK

beige

500x500x500 mm

53-95

3.3-3.5

PEEK CF

schwarz

500x500x500 mm

55-125

3.7-10.1

PA12 CF

schwarz

610x914x914 mm

32.7-83.5

3.00-9.46

PA6 CF

schwarz

500x500x500 mm

34-171

2.6-13

ULTEM 9085

naturbeige

500x500x500 mm

59-98

2.39-2.9

ULTEM 1010

naturbeige

610x914x914 mm

28.2-79.2

3.00-3.04

Onyx

schwarz

330x270x200 mm

37

2.4

Onyx CF

schwarz

330x270x200 mm

800

60

Onyx Flame retardant

schwarz

330x270x200 mm

40

3

Onyx ESD

schwarz

330x270x200 mm

50

4.2

ASA

naturbeige, schwarz

610x914x914 mm

28.3-31.9

2.05-2.14

PA6

weißlich

500x500x500 mm

51-54

1.5-1.6

PC-ABS

schwarz, weiß

330x240x300 mm

25.9-34.7

1.87-1.99

PP

transluzent

500x500x500 mm

16.3-20

0.507-0.532

PLA

mehrfarbig

330x240x300 mm

330x240x300

2.7-3.8

ABS

mehrfarbig

610x914x914 mm

19-38

1.38-2.40

ABS ESD

weiß, schwarz

600x325x500 mm

19.8-31.8

1.121-2.69

PA12

elfenbeinweiß

330x240x300 mm

33.4-41.2

1.25-1.51

TPU

transluzent

330x240x300 mm

6.4-37.9

0.056-0.067

PETG

mehrfarbig

1000x1000x1000 mm

19-44

1.711-1.874

FDM-Oberflächenfinish

CNC-Bearbeitung

Oberfläche, die direkt durch mechanische Bearbeitung ohne zusätzliche Behandlung erzielt wird. Sie weist die typischen Werkzeugspuren auf.

  • Rauheit Ra 3.2 - 6.3 µm
  • See all materials
Schleifen

Präzises Schleifen für glatte, gebrauchsfertige Oberflächen. Verfügbar in Standard- oder Premium-Ausführung.

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Imprägnierung
Lackierung

Glatte Oberfläche durch zusätzliche Finish-Durchgänge, welche die Werkzeugspuren reduzieren.

  • Rauheit Ra 1.6 - 3.2 µm
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Chemische Glättung

Matte Oberfläche mit feiner, gleichmäßiger Struktur. (Hinweis: Reduziert Layer-Linien und versiegelt die Oberfläche).

  • Rauheit Ra 0.8 - 1.5 µm
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Metalleinsätze

Vor- und Nachteile des FDM-3D-Drucks

Vorteile

Breites Materialspektrum mit vielfältigen mechanischen Eigenschaften

Robuste und langlebige Bauteile für funktionale Anwendungen

Große Bauvolumina für die Fertigung großformatiger Komponenten verfügbar

Nachteile

Raue Oberflächengüte: Layer-Linien sind oft sichtbar; Nachbearbeitung für bessere Ästhetik und Glätte erforderlich

Begrenzte Präzision: Geringere Detailauflösung im Vergleich zu Technologien wie SLA oder PolyJet

Anisotropie: Bauteile sind konstruktionsbedingt anisotrop (geringere Festigkeit in Z-Richtung), was die mechanischen Eigenschaften beeinflussen kann

Geringere Produktivität: Die Druckgeschwindigkeit ist niedriger als bei anderen Verfahren; Nesting (Stapeln) von Bauteilen im Bauraum ist nicht möglich

Verzugsrisiko: Abhängig von Material und Geometrie können Spannungen im Bauteil auftreten

FDM-Leistungsspektrum im Vergleich zu anderen Technologien

Technologie

Max. Abmessungen

Min. Detailgröße

Min. Wandstärke

Toleranz

Beschreibung

SLS

680x380x540 mm

0.8mm

0.7-1.3 mm 

±0.3% (±0.3mm)

Nutzt einen Laser, um pulverförmige Materialien Schicht für Schicht zu verschmelzen. Ideal für die Herstellung langlebiger eder komplexer Bauteile ohne Stützstrukturen. Weit verbreitet in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Medizintechnik.

DMLS

500x280x340 mm

0.6-0.8 mm

0.22 mm

±0.25 (≤15mm);
±0.5 (>15mm)

Ähnlich wie SLS, verwendet jedoch Metallpulver zur Herstellung hochfester, komplexer Metallbauteile. Ideal für Funktionsprototypen und Endbauteile in der Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und Automobilindustrie.

SLA

1350x750x500 mm

0.2-0.5 mm

1-3 mm

±0.2% (min. 0.2 mm)

Nutzt einen UV-Laser, um flüssiges Harz Schicht für Schicht zu festen Schichten auszuhärten. Ideal für hochdetaillierte, glatte und komplexe Bauteile. Weit verbreitet für detailgetreue Prototypen und filigrane Designs in der Schmuck- und Dentalindustrie.

MJF

380x284x380 mm

0.5 mm

0.3-0.5 mm

±0.3% (±0.2 mm)

Nutzt mehrere Düsen, um Bindemittel (Fusing Agents) auf Pulver aufzutragen, das anschließend durch Heizelemente verschmolzen wird. Liefert hochauflösende, funktionale Bauteile mit schnellen Produktionszeiten. Häufig eingesetzt in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Konsumgüterbranche.

Polyjet

490x380x200 mm

1.2-2 mm

1 mm

±0.1%

Verspritzt flüssiges Photopolymer-Harz, das Schicht für Schicht mit UV-Licht ausgehärtet wird. Dies ermöglicht hochdetaillierte Multi-Material-Bauteile con vielfältigen Eigenschaften. Beliebt für das Prototyping sowie komplexe, farbintensive Modelle in der Medizintechnik, der Konsumgüterbranche und der Elektronikindustrie.

FDM

914x690x914 mm

1.2-1.5 mm

1.5 mm

±0.5% (±0.5 mm)

Nutzt eine beheizte Düse, um thermoplastisches Filament Schicht für Schicht zu extrudieren. Ideal für die Herstellung langlebiger und funktionaler Prototypen. Weit verbreitet in der Fertigungsindustrie, der Automobilbranche und der Konsumgüterproduktion.

DLP

510x280x350 mm

0.5 mm

1 mm

±0.30 mm < 100mm;
±0.3% > 100 mm

Nutzt einen digitalen Lichtprojektor (DLP), um flüssiges Harz Schicht für Schicht auszuhärten. Dies ermöglicht schnelle und präzise Drucke mit hoher Auflösung. Häufig eingesetzt in der Zahntechnik, der Schmuckindustrie sowie für hochdetaillierte Prototyping-Anwendungen.

Large Scale

2500x2500x4000 mm

3 mm

-

±5 mm/mtl

Nutzt einen digitalen Lichtprojektor (DLP), um flüssiges Harz Schicht für Schicht auszuhärten. Dies ermöglicht schnelle und präzise Drucke mit hoher Auflösung. Häufig eingesetzt in der Zahntechnik, der Schmuckindustrie sowie für hochdetaillierte Prototyping-Anwendungen.

DED

1200x800x600 mm

-

-

-

Nutzt einen Elektronenstrahl, um Metallpulver oder Draht zu schmelzen und aufzutragen. Ideal für die Reparatur oder das Hinzufügen von Merkmalen an Metallbauteilen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Fertigungsindustrie.

Bindet Jet

430x310x150 mm

-

-

±3% mm

Trägt ein Bindemittel auf ein Pulverbett auf, um Bauteile zu formen, die anschließend gesintert werden. Ideal für die Herstellung komplexer, kosteneffizienter Teile. Häufig eingesetzt in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Konsumgüterbranche sowie in der Schmuckindustrie.

FAQ zu unserem FDM-3D-Druck-Service

Welche mechanischen Eigenschaften haben FDM-Druckteile?

Diese hängen stark vom gewählten Material ab: das Spektrum reicht von flexiblen Kunststoffen bis hin zu hochsteifen Strukturbauteilen. FDM ermöglicht die Fertigung von Funktionsteilen mit guter Zugfestigkeit und Schlagbeständigkeit.

Wie hoch sind die Maßtoleranzen?

Typischerweise liegen die Toleranzen bei $\pm0,3\text{ mm}$, sie variieren jedoch je nach Bauteilgeometrie e verwendetem Material.

Was sind die Designvorgaben?

FDM bietet vielseitige Möglichkeiten, erfordert aber die Beachtung einiger technischer Richtlinien:
- Mindestwandstärke: Empfohlen werden $0,8 - 1,5\text{ mm}$, um die Stabilität zu gewährleisten.
- Stützstrukturen: Erforderlich für Überhänge mit einem Winkel von mehr als $45^\circ$.
- Detailgenauigkeit: Eingeschränkte Präzision bei sehr feinen oder winzigen Details.
- Verzugsrisiko (Warping): Bei großen, flachen Bauteilen mit dünnen Wänden besteht ein erhöhtes Risiko für Materialverzug.

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