15. Juni 2020, gepostet in 3D-DruckUngleichmäßige Extrusion

Ungleichmäßige Extrusion

Damit du Bauteile hoher Qualität und Präzision fertigst, muss dein 3D-Drucker stets eine gleichbleibende Menge an verflüssigtem Filament extrudieren. Ändert sich die Menge an extrudiertem Material währen der Additiven Fertigung eines Objekts, so hat das zumeist negativen Einfluss auf die 3D-Druck-Qualität. Erkenne inkonsistente Extrusionen daran, dass du deinen 3D-Drucker während der Fertigung genau beobachtest. Tritt beim 3D-Druck einer geraden Linie mit einer Länge von 20 mm kein gerader Strich sondern eine holprige Linie auf, so ist die Ursache zumeist eine ungleichmäßige Extrusion. Nachfolgend findest du die häufigsten Ursachen für inkonsistente Material-Extrusion sowie Tipps & Tricks zur Lösung.

Das Filament klemmt oder verheddert sich

Überprüfe als Erstes die von deinem 3D-Drucker genutzte Filament-Rolle. Stelle sicher, dass sich diese Spule frei drehen kann und sich der Kunststoff leicht von der Spule abwickeln lässt. Verheddert sich das Filament oder hat die Spule zu viel Widerstand, so kann sich die Rolle nicht komplett frei  winden. Dies wirkt sich darauf aus, wie gleichmäßig das Filament durch die Nozzle extrudiert wird. Besitzt dein 3D-Drucker ein Bowden-Tube (ein kleines hohles Rohr, durch das das Filament geführt wird), kontrolliere, ob sich das Filament leicht und ohne zu großen Widerstand durch dieses Rohr bewegen kann. Bei zu großem Widerstand, reinige das Filament-Zuführungsrohr.

Clogging – Verstopfter Extruder

Du hast bereits dein Filament und seine Zuführung geprüft? Hier ist alles in Ordnung. Als nächstes solltest du kontrollieren, ob die Nozzle deines Extruders verstopft ist. Es ist möglich, dass sich in der Nozzle kleine Ablagerungen verbrannten Filaments oder Fremdkunststoffe befinden. Diese verhindern eine ordnungsgemäße Extrusion. Hier hast du die Option Material manuell über die Druckersteuerung zu extrudieren. Über Simplify3D kannst du deinem 3D-Drucker die Anweisung zur manuellen Filament-Extrusion erteilen. Achte darauf, dass der Kunststoff gleichmäßig extrudiert wird und austritt. Stellst du Probleme fest, musst du möglicherweise die Nozzle reinigen. Hier erfährst du, wie du die Nozzle deines Extruders manuell richtig reinigst.

Sehr geringe Schichtstärke

Wenn sich der Filament frei dreht und der Extruder nicht verstopft ist, überprüfe bitte die Einstellungen in deinem Slicer. 3D-Druckst du mit einer extrem niedrigen Schichtstärke von beispielsweise 0,01 mm, so hat der verflüssigte Kunststoff nur sehr wenig Platz, um die Nozzle zu verlassen. Der Abstand zwischen Nozzle und Druckbett beträgt nur 0,01 mm. Dies führt dazu, dass der Kunststoff Schwierigkeiten beim Verlassen des Extruders haben kann. Überprüfe nochmals, ob du eine angemessene Schichtstärke für deinen 3D-Drucker verwendest. Du kannst diese Einstellung einsehen, indem du auf „Prozesseinstellungen bearbeiten“ klickst und die Registerkarte Layer auswählst. Arbeitest du bisher mit einer niedrigen Schichtstärke erhöhe den Wert und sehe, ob das Problem verschwindet.

Falsche Extrusionsbreite

Eine weitere Einstellung, die du in deinem Slicer (z.B. Simplify3D) überprüfen solltest, ist die Extrusionsbreite, die du für deinen Extruder festgelegt hast. Bei Simplify3D findest du diese Einstellung, indem du auf „Prozesseinstellungen bearbeiten“ klickst und zur Registerkarte Extruder gehst. Für jeden Extruder kann seine eigene individuelle Extrusionsbreite festgelegt sein. Stelle  sicher, dass du den entsprechenden Extruder aus der Liste auf der linken Seite auswählst, um die Einstellungen für diesen speziellen Extruder anzuzeigen. Ist die Extrusionsbreite deutlich kleiner als der Düsendurchmesser, kann dies zu Extrusionsproblemen führen. Als allgemeine Faustregel gilt, dass die Extrusionsbreite innerhalb von 100-150% des Nozzle-Durchmessers liegen sollte. Liegt die Extrusionsbreite weit unter dem Nozzle-Durchmesser (z.B. 0,15 mm Extrusionsbreite für eine 0,4 mm Nozzle), so kann dein Extruder keinen gleichmäßigen Filamentfluss erzeugen.

Schlechte Qualität des Filaments

Eine der häufigsten – bisher unerwähnten Ursachen – für die inkonstante Extrusion ist die Qualität des genutzten Filaments. Materialien minderer Qualität enthalten oftmals zugesetzte Additive, welche die Konsistenz des Kunststoffs beeinträchtigen. Auch können Filamente einen ungleichmäßigen Durchmesser aufweisen. Dies führt in den allermeisten Fällen zu einer ungleichmäßigen Extrusion. Weiterhin neigen viele Kunststoffe dazu, sich mit der Zeit abzubauen. So tendiert beispielsweise PLA zur Aufnahme von Luftfeuchtigkeit. Mit der Zeit verschlechtert dies die Druckqualität. Aus diesem Grund enthalten viele Kunststoffspulen ein Trockenmittel in der Verpackung. Dieses nimmt Feuchtigkeit aus der Spule auf. Bist du der Meinung, dass altes oder feuchtes Filament schuld an schlechten 3D-Drucken ist, so tausche das alte Material gegen eine Spule mit neuem Filament aus. Anschließend sollten die Probleme behoben sein.

Mechanische Probleme mit dem Extruder

Du hast bereits alle oben aufgezählten Optionen geprüft und immer noch Probleme mit der Material-Extrusion, dann solltest du nach mechanischen Fehlern deines Extruders suchen. Beispielsweise arbeiten die meisten Extruder mit einem Antriebsrad das scharfe Zähne besitzt, die sich in das Filament beißen. Durch den guten Griff kann der Extruder das Filament leicht hin und her bewegen. Viele Extruder beinhalten eine Einstellungsoption, über welche du festlegen kannst, wie stark sich die Zahnrädchen in das Filament beißen. Ist diese Einstellung zu locker, drücken sich die Zähne des Antriebszahnrads nicht weit genug in das Filament ein. Dies beeinträchtigt die Fähigkeit des Extruders, die Position des Filaments genau zu steuern. Überprüfe, ob dein 3D-Drucker die Einstellungsmöglichkeiten besitzt.

verfasst von Anton

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