Arten von 3D-Extrudern und Hotend

In diesem Artikel werden wir über die Arten von Extrudern und HotEnd sprechen, die in der Welt des 3D-Drucks am häufigsten vorkommen. Vor Beginn sollte klargestellt werden, dass alles Genannte das Ergebnis unserer Erfahrung ist, immer Produkte führender Marken zu verwenden, wie z. B. die Produkte von E3D Online, einem Unternehmen für hochwertige 3D-Druckerkomponenten, das auf Extruder, HotEnd und Düsen spezialisiert ist. Diese Nuance ist notwendig, da es bei Verwendung von Extrudern und minderwertigen HotEnds vorkommen kann, dass die Eigenschaften, die wir unten kommentieren, nicht erfüllt werden.

Die Hauptfunktion des Extruders besteht darin, das Filament so präzise und mit der für den 3D-Druck geeigneten Geschwindigkeit von der Rolle zum HotEnd zu bewegen, aber es gibt verschiedene Klassifizierungen der Extruder. In diesem Beitrag werden wir die wichtigsten analysieren.

Extrudertypen je nach Antrieb

Innerhalb von Extrudern gibt es je nach Antriebsart zwei Typen:Direkt und Bowdenzug. Beim Direktextruder läuft das Filament, wie der Name schon sagt, direkt vom Zahnrad des Extruders zum HotEnd. Es gibt sogar Systeme, bei denen diese beiden Teile zusammen sind, wie beim Titan Aero.

Bild 1:Extruder Titan Aero. Quelle:E3D

Bei den Bowden-Extrudern hingegen erfolgt die Verbindung mit dem HotEnd über einen PTFE-Schlauch, durch den das Filament geführt wird.

Direktextruder

Bild 2: Direktextruder

Vorteile :

• Drucken Sie flexible Materialien, sowohl PLA Soft oder TPU, als auch TPE (FilaFlex) in 1,75 mm und 2,85 mm.
• Bedrucken Sie problemlos alle Arten von Materialien, unabhängig vom Abrieb bestimmter Filamente. Zum Drucken von 3D-Schleifmaterialien, z. B. Graphen, empfehlen wir die Verwendung der Olsson Ruby Nozzle, einer Messingdüse mit Rubinspitze, die eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer hat.
• Dieses System benötigt kurze Rückzugslängen, um gute 3D-Drucke zu erhalten, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Papierstaus verringert wird. Weitere Informationen zum Widerruf finden Sie im Artikel unter folgendem Link.

Nachteile :

• Erhebliche Trägheit in der Achse, durch die sich der Extruder und das HotEnd bewegen. Dieser Faktor wird erhöht, wenn Sie 3D-Drucke mit hohen Geschwindigkeiten erstellen möchten, indem Sie das Gewicht des gesamten Sets (Extruder, Extrudermotor und HotEnd) bewegen müssen, insbesondere wenn der 3D-Drucker mehrere Extruder hat.
• Temperaturprobleme im Elektromotor des Extruders. Bei geschlossenen 3D-Druckern und mit Temperierkammer können Temperaturen im Extrudermotor erreicht werden, die die Leistung im Betrieb beeinträchtigen.

Bowden-Extruder

Bild 3: Bowden-Extruder

Vorteile :

• Geringe Trägheit in der Verschiebungsachse des HotEnd. Da beim Bowden-System der Extruder und der Extrudermotor am Chassis des 3D-Druckers verankert sind, werden die Trägheiten bei der Bewegung zum Erzeugen des Abdrucks stark reduziert. Dies ermöglicht ein sehr schnelles und qualitativ hochwertiges Drucken.
• Hohe Widerstandskraft des Filaments. Die meisten 3D-Drucker, die dieses Extrudersystem verwenden (BCN Sigmax, 3NTR-A2), verfügen über einen Satz Ritzel (Untersetzungsgruppe), der das Schleppmoment des Filaments erhöht, wodurch größere Spulen als normal bewegt werden können.

Nachteile :

• Probleme beim Drucken mit flexiblen Filamenten mit einem Durchmesser von 1,75 mm. Dies liegt daran, dass es als flexibles Filament nicht möglich ist, den Druck im Filament entlang des Bowden-PTFE-Schlauchs bis zum HotEnd konstant zu halten, wenn es das Filament kanalisiert. In den 2,85-mm-Bowden-Systemen ist es jedoch möglich, die flexiblen Filamente mit niedriger Geschwindigkeit zu drucken.

HotEnd-Typen je nach Durchmesser des Materials

Das HotEnd ist dafür verantwortlich, das Filament zu schmelzen, um das gewünschte Stück herzustellen. Es konfiguriert den HotEnd-Typ (V6 oder Volcano) und die Düse je nach Durchmesser des Materials, je nach Art des Stücks, Qualität und Finish, die Sie erzielen möchten. Wir klassifizieren die Extruder in die Typen V6 und Volcano und erwähnen dann die Vor- und Nachteile zwischen diesen beiden HotEnd-Typen.

Vor- und Nachteile von HotEnd V6

Bild 4: HotEnd V6 universal 1,75 mm. Quelle:E3D

Vorteile :

• Das V6 ist das vielseitigste HotEnd auf dem Markt, gültig für alle Arten von Abdrücken, sogar für flexible Materialien (insbesondere mit 2,85 / 3 mm Filament). Mit dem HotEnd V6 können Sie alle Arten von Teilen mit einer außergewöhnlichen Verarbeitungsqualität herstellen.

Nachteile :

• Der für diesen Extrudertyp empfohlene maximale Düsendurchmesser beträgt 0,80 mm / 1 mm, da bei größeren Durchmessern normalerweise Probleme mit der Kontinuität des Durchflusses auftreten.

Vor- und Nachteile von HotEnd Volcano:

Bild 5: E3D HotEnd-Vulkan 

Vorteile :

• Dank der parallelen Position der Heizkartusche in Bezug auf die Düse wird ein größerer erhitzter Bereich erreicht, wodurch eine hervorragende Kontrolle und Stabilität beim Schmelzen des Filaments erreicht wird. Für alle oben genannten Punkte können Sie 3D-Drucke mit Düsen mit größerem Durchmesser (1,2 mm) erstellen, was zu kürzeren Herstellungszeiten und der Möglichkeit führt, mit einer höheren Schichthöhe als beim V6 zu drucken.
• Widerstandsfähigere Teile. Dank der Herstellung höherer Schichten mit laminarer Strömung (ohne Blasen) sind die Verbindungen zwischen den chemischen Bindungen des Materials stärker, was zu steiferen und widerstandsfähigeren Teilen führt.

Nachteile :

• Oberflächenbeschaffenheit mit geringen Details. Aufgrund der hohen Schichthöhen werden die Stücke in Bereichen, in denen gekrümmte Oberflächen in unterschiedlichen Höhen vorhanden sind, mit Stufen hergestellt.

Einige Hersteller nennen das HotEnd abhängig vom Extrudersystem und dem Filamentdurchmesser, den Sie verwenden möchten. Beispielsweise verwendet E3D Online die Bezeichnung „universal“ für sein 1,75-mm-HotEnd (universal direct und universal bowden), bei dem das TPFE-Rohr das Innere des Heat Break erreicht und das Filament ohne Unterbrechungen zum Heizblock leitet. Für das 2,85/3 mm HotEnd verwenden Sie einfach die Bezeichnung „direkt“ oder „bowden“.

Bild 6:E3D-HotEnd-Typen

Unsererseits empfehlen wir, dass jeder Benutzer seinen speziellen Fall basierend auf der Art der Teile und der Geschwindigkeit, mit der er 3D-drucken möchte, untersucht, aber immer erstklassige Komponenten verwendet, die die Qualität aller seiner Produkte gewährleisten.