Home / Ausgabe 11(2014) / Fabrication of FDM 3D objects with ABS and PLA and determination of their mechanical properties
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Abstracts

Das Fused-Deposition-Modeling-Verfahren (FDM) ist eine seit langem bekannte Produktionsmethode im Bereich des 3D-Drucks. In den letzten Jahren hat sich eine große Zahl an Herstellern im Low-Cost-Sektor etabliert. Das öffentliche Interesse konzentriert sich dabei hauptsächlich auf die Möglichkeit, erstmalig im Do-It-Yourself-Verfahren Kunststoffteile kostengünstig in kleinen Stückzahlen fertigen zu können. Aus der Sicht des Maschinenbaus werden hingegen detailliertere Informationen zu der Qualität der gedruckten Bauteile benötig. In dieser Arbeit werden die Werkstoffeigenschaften von Bauteilen untersucht, die mit Hilfe des Fused-Deposition-Modeling-Verfahrens hergestellt wurden. Dabei wird die Auswirkung der folgenden Einflussfaktoren herausgestellt: Das eingesetzte Material (ABS oder PLA), die Füllmethode der Bauteile (vollständige Füllung mit Linienmuster oder teilweise Füllung mit Wabenmuster) und die genutzten 3D-Druckermodelle (Felix 1.0e, CB-printer, oder uPrint Plus). Die Ergebnisse unserer Zugversuche machen deutlich, dass der FDM-Prozess in Bezug auf die mechanische Festigkeit der Bauteile gute und reproduzierbare Resultate erzielt. Dies gilt sowohl für die preiswerten Drucker Felix 1.0e und CB-printer als auch für den teureren uPrint Plus. Im Vergleich der eingesetzten Materialien zeigt sich, dass Bauteile aus PLA eine höhere mechanische Festigkeit aufweisen als Bauteile aus ABS.

Fabrication of FDM 3D objects with ABS and PLA and determination of their mechanical properties

The Fused Deposition Modeling (FDM) technique is a well known production method within the field of 3D-printing. In the last few years, a large number of manufacturers entered the low-cost market. The public interest in this sector mainly focuses on the possibility just to "do it yourself". But from the mechanical engineering point of view, more detailed information about the quality of the printed parts is needed. This paper examines the material properties of objects that are manufactured using FDM technology, with the impact of the following input factors being discussed: The material used (ABS or PLA), the filling method of the parts (completely filled with line pattern or partially filled with honeycomb pattern) and the 3D-printer used (Felix 1.0e, CB-printer or uPrint Plus). The results of our tensile tests show that the process of FDM manufacturing can provide good and reproducible results regarding the mechanical strength of the printed parts. This applies both to the inexpensive printers Felix 1.0e and CB-printer as well as to the higher-priced uPrint Plus. In the comparison of materials, the PLA parts can reach a higher mechanical strength than those printed with ABS.