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Welche FDM Drucker Typen gibt es?

Auf 9. November 2020 von Raphael S. veröffentlicht

Wenn wir über Typen von 3D-Druckern sprechen, fallen uns viele Lösungen ein, wenn wir an die Menge der 3D-Technologien , nämlich Schmelzschichtung (FDM), Stereolithografie, Selektives Lasersintern, Polyjetting, usw., denken. Wenn wir uns auf FDM Drucker konzentrieren, können wir verschiedene und interessante Maschinentypen finden, die unterschiedliche Ergebnisse erzielen. Wie wir wissen, basiert die FDM-Technologie auf der Extrusion und schichtweisen Ablagerung von geschmolzenem Material in einem Druckbett. Die gebräuchlichsten Filamente mit diesem Verfahren sind PLA und ABS, obwohl auch andere komplexere Thermoplaste wie PETG, ASA, Nylon, Ultem usw. verwendet werden können. Finden Sie heraus, worin die Unterschiede zwischen kartesischen, Polar-, Delta- und Roboterarmdruckern bestehen.

Kartesische 3D-Drucker

Es ist zweifellos der am weitesten verbreitete Typ von FDM Druckern auf dem Markt. Sie sind nach dem von ihnen verwendeten kartesischen Maßkoordinatensystem benannt. Es besteht aus drei orthogonalen Achsen – der X-, Y- und Z-Achse – die dazu dienen, zu bestimmen, wo und wie der Druckkopf in den drei Dimensionen korrekt bewegt werden soll, und somit die Bewegungsrichtung zu korrigieren. Je nach Druckermodell und Hersteller ist das Druckbett dieser Maschine für die Z-Achse zuständig, so dass der Extruder auf der X- und Y-Achse platziert werden kann und sich damit in vier Richtungen bewegen kann. In dieser Kategorie finden wir einige der bekanntesten Marken der Branche, obwohl praktisch alle Hersteller diese Art von FDM Drucker entwickeln. Der Hauptvorteil dieser Lösungen besteht darin, dass sie in der Regel recht billig sind und sogar in Bausätzen verkauft werden, so dass sie von Hand hergestellt werden können.

Polar 3D-Drucker

Der Unterschied zwischen diesem Gerät und den kartesischen ist, dass es die Polarkoordinaten für den 3D-Druck verwendet. Koordinatensätze beschreiben Punkte auf einem kreisförmigen Gitter statt auf einem Quadrat, die nicht durch die X-, Y- und Z-Achse bestimmt werden, sondern mit Winkel und Länge. Das bedeutet, dass sich das Druckbett, rund wie bei Deltas, dreht, während sich der Druckkopf nach oben, unten, links und rechts bewegen kann. Da sie eine rotierende Oberfläche haben, sind diese Drucker ideal für Objekte, die einer Spirale folgen. Ein Vorteil der polaren Lösungen ist, dass sie nur mit zwei Motoren betrieben werden können, während ein kartesischer oder Delta-Drucker einen Motor pro Achse benötigt, also mindestens drei. Auf lange Sicht sind Polar FDM Drucker also energieeffizienter. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Drucker Objekte mit einem größeren Bauvolumen fertigen kann, wobei er weniger Platz verbraucht. Das Hauptproblem bei Polar Maschinen ist jedoch die Genauigkeit. Durch die kreisförmige Bewegung, ist die Präzision in der Mitte viel höher als im äußeren Bereich. Deshalb ist es keine gute Idee, die Drucke zu vergrößern.

Delta 3D-Drucker

Der Delta 3D-Drucker ist in der Herstellergemeinschaft sehr beliebt. Sie arbeiten mit kartesischen Koordinaten und ihre Hauptmerkmale sind das kreisförmige Druckbett kombiniert mit dem Extruder, der oben mit einer dreieckigen Konfiguration befestigt ist, was auf den Namen „Delta“ zurückzuführen ist. Jeder der 3 Arme kann von links nach rechts, auf und ab bewegt werden, so dass der Druckkopf dreidimensional bewegt werden kann. Daher sind die Fertigungsgrenzen dieser Maschinen nur durch den Durchmesser der Basis und die Höhe der Arme definiert. Die Delta 3D-Drucker wurden entwickelt, um die Druckgeschwindigkeit zu erhöhen. Darüber hinaus verfügen sie über ein bewegungsloses Druckbett, was für bestimmte Projekte nützlich sein kann. Zudem besteht ein Vorteil der Deltas darin, dass sie größenveränderbar sind, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Es wird jedoch manchmal argumentiert, dass diese Kategorie von Druckern komplexer zu kalibrieren sei.

3D-Druck mit Roboterarmen

Gegenwärtig gibt es viele Roboterarme, die für den industriellen Betrieb an einer Automobil-Montagelinie eingesetzt werden. Ihre Hauptfunktion ist allerdings die Montage von Teilen und nicht die Extrusion von Strängen. Das Drucken mit einem Roboterarm befindet sich noch in der Entwicklung und ist nur in wenigen Unternehmen eingeführt worden. Es wird hauptsächlich vom Baugewerbe genutzt. Dieses additive Herstellungsverfahren durch FDM erfreut sich jedoch zunehmender Beliebtheit, da es kein festes Druckbett erfordert und eine größere Mobilität ermöglicht. Der Hauptvorteil des 3D-Drucks mit Roboterarmen liegt in der schnelleren und einfacheren Automatisierung von Produktionsprozessen. Auch die Bewegung des Extruderkopfes ist äußerst flexibel, was eine Menge neuer Möglichkeiten für komplexe Designs eröffnet. Allerdings ist die Qualität noch nicht so nah an einem kartesischen Drucker, weshalb viele Unternehmen versuchen ihn weiterzuentwickeln.

Hybride 3D-Drucker

Die hybride Fertigung ist definiert als eine Kombination von additiven Methoden (3D-Druck) und subtraktiven Methoden (CNC-Bearbeitung, Fräsen) in einer Lösung. Es ist eine Maschine, die den Austausch von Werkzeugen für die Erstellung von Modellen ermöglicht. Im Falle von einem FDM Drucker, welcher Subtraktionsköpfe integrieret, haben die meisten der Drucker normalerweise eine kartesische Struktur. Es gibt jedoch auch andere Fälle, wie z.B. „Project Kraken“, die auf einem Roboterarm basieren, der in der Lage ist, sowohl Material zu extrudieren, als auch subtraktive Methoden anzuwenden, so dass es sich um ein hybrides Fertigungsprojekt handelt. Allerdings ist jede Lösung, die beide Technologien integriert,  mit einem höheren Preis verbunden, da die Möglichkeiten der Teileherstellung durch hybride 3D-Drucker erweitert werden. Passend zu diesem Thema haben wir eine Liste mit den auf dem Markt erhältlichen Hybrid 3D-Druckern erstellt.

Bei der Hybridfertigung können Sie die Köpfe austauschen, um eine subtraktive oder additive Methode anzuwenden.

Welchen Typ FDM Drucker finden Sie am besten? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook, Twitter LinkedIN oder Xing mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.

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