Fused Feedstock Deposition (FFD)

Wie bei jedem anderen 3D-Druck-Verfahren beginnt der Prozess mit der Konstruktion einer CAD-Datei. Diese CAD-Datei wird dann per Software (Slic3r Prusa Edition) in horizontale Schichten (Slices) zerlegt, wobei die Höhe einer Schicht durch die gewählte Schichtdicke festgelegt wird. Die Schichtdicke hängt wiederum vom eingesetzten Düsendurchmesser ab. Normalerweise wird die Schichtdicke immer etwas kleiner als der Düsendurchmesser gewählt, um eine vollständige Haftung unter den einzelnen Schichten während des Drucks gewährleisten zu können. Zusätzlich übersetzt die Software die einzelnen Fahrwege des Druckkopfes jeder Schicht, in eine, für die FFD-Maschine verständliche Sprache (G-Code). Das Druckskript regelt neben den Bewegungen des Druckkopfes noch weitere druckspezifische Parameter, wie z.B. den Materialfluss oder die Druckkopfgeschwindigkeit während des Druckvorgangs.

Als Material kommen in der Regel kommerzielle Feedstocks in Form von Granulaten aus dem keramischen Spritzguss zum Einsatz. Das Granulat wird während des Drucks aus einem Reservoir in einen Schneckenextruder gezogen. Dort wird es gefördert und mittels eines Heizelementes auf Verarbeitungstemperatur erwärmt, wodurch es aufschmilzt. Durch die konstante Förderung des Feedstocks im Schneckenextruders, wird das aufgeschmolzene Material am Ende des Extruders durch eine Düse extrudiert, wodurch ein kontinuierlicher Strang auf der Bauplattform deponiert werden kann. Durch die, im G-Code zuvor generierten, Fahrwege wird mit diesem Strang jeweils eine Druckschicht des herzustellenden Bauteils aufgebaut. Die abgelegten Stränge einer Schicht erstarren und verfestigen durch Abkühlen auf der Bauplattform wieder, sodass eine weitere Schicht aufgetragen werden kann. Zum Auftragen der nächsten Schicht, wird dann die Z-Achse nach oben gefahren. Je nach Modell, entweder durch Heben des Druckkopfes oder durch Absenken der Bauplattform. Nun wird die nächste Schicht, mit den vorher per Software festgelegten Parametern, aufgetragen usw., bis das gesamte Bauteil aufgebaut wurde. Bevor das Bauteil gesintert werden kann, muss es einer Entbinderung unterzogen werden, um die thermoplastische Organik teilweise herauszulösen, welche sonst im Brand zu Verzug oder sogar Rissbildung im Bauteil führen kann. Nach dem Sintern hat das Bauteil dann seine, für den Einsatz entsprechenden werkstofflichen Eigenschaften, erhalten.