Der Druck mit TPU-Filament bietet große Flexibilität und Widerstandsfähigkeit, stellt aber auch technische Herausforderungen dar, insbesondere bei Druckern wie der Creality Ender 3. Das Originaldesign dieses Druckers mit seinem Bowden-Extrusionssystem kann Probleme wie Verstopfungen, Knicke des Filaments und eine inkonsistente Extrusion verursachen. Um diese Probleme zu lösen, können einige Schlüsselverbesserungen am Extruder und anderen Komponenten vorgenommen werden.
Der kalte Extruderbereich und sein Einfluss auf TPU
Ein häufiges Problem beim Drucken mit TPU ist, dass sich das Filament im kalten Bereich des Extruders knicken kann, insbesondere nach dem Durchgang durch das Zahnrad. Dieses Phänomen resultiert aus der flexiblen Natur des Materials, was die Kontrolle des Flusses und den Druck, den der Extrudermotor ausübt, erschwert.
Verbesserungen am Extruder zur Vermeidung von Verstopfungen
Um zu verhindern, dass sich das Filament im kalten Bereich des Extruders verformt, können mehrere Lösungen angewendet werden:
- Vollständig metallischer Extruder: Ein vollständig aus Metall gefertigter Extruder verhindert, dass sich das Filament in seiner Struktur knickt und ermöglicht einen stabileren Durchgang.
- Modifikation mit zusätzlicher Führung: Einige Nutzer haben 3D-gedruckte Teile entwickelt, die das Filament im Extruder ausgerichtet halten. Ein Beispiel ist die Verbesserung, die auf Thingiverse vom Nutzer joshvv veröffentlicht wurde.
- Hausmittel-Lösungen: Einfallsreiche Methoden wie das Einführen eines kleinen Strohhalms in den Filamenteingangskanal können helfen, das Filament gerade zu halten und Verstopfungen zu vermeiden.
Das Direct-Drive-Extrusionssystem als Lösung
Das ursprüngliche Extrusionssystem der Ender 3 verwendet ein Bowden-Rohr, das den Extrudermotor vom Hotend trennt. Dieses Design kann bei flexiblen Materialien wie TPU Probleme verursachen, da sich das Filament im Rohr knicken kann, anstatt effizient hindurchgedrückt zu werden.
Vorteile der Direct-Extrusion
- Höhere Präzision: Durch das Entfernen des Bowden-Rohrs wird das Filament direkt zum Hotend gedrückt, was die Möglichkeit von Knicken reduziert.
- Bessere Haftung: Mit einem kürzeren Weg kann der Extrudermotor den Filamentfluss effizienter kontrollieren.
- Weniger Retraktionsbedarf: Die reduzierte Distanz zwischen Extruder und Hotend minimiert Probleme durch übermäßige Retraktionen.
Um diese Verbesserung vorzunehmen, gibt es Umbausätze, die das Bowden-System durch einen Direct-Extruder ersetzen und der Ender 3 das Handhaben von TPU erleichtern.
Der heiße Extruderbereich und seine Bedeutung beim Drucken mit TPU
Das Hotend ist eine weitere Komponente, die den Druck mit TPU beeinflusst. Ein ungeeignetes Design kann Verstopfungen oder Temperaturschwankungen verursachen, die die Druckqualität beeinträchtigen.
Vorteile eines vollständig metallischen Hotends
- Höhere thermische Stabilität: Ein vollständig metallisches Hotend kann höhere Temperaturen gleichmäßig erreichen.
- Entfernung des PTFE-Rohrs: In Standard-Hotends kann sich das PTFE-Rohr durch Hitze verformen und die Extrusion beeinträchtigen.
- Kompatibilität mit mehr Materialien: Dieses Hotend-Typ ermöglicht das Drucken anderer Hochtemperaturmaterialien neben TPU.
Das Upgrade des Hotends verbessert nicht nur den Druck mit TPU, sondern erweitert auch die Optionen für verwendbare Materialien.
Das Bowden-Rohr und sein Einfluss auf die Extrusion
Bei Druckern mit Bowden-System leitet das Rohr das Filament vom Extruder zum Hotend. Bei flexiblen Materialien kann dieses Rohr jedoch ein Schwachpunkt sein, wenn es nicht von hoher Qualität ist.
Wie man das Bowden-Rohr optimiert
- Verwendung eines hochwertigeren Rohrs: Capricorn-Rohre haben weniger innere Reibung und erleichtern den Filamentdurchgang.
- Verkürzung der Rohrlänge: Ein kürzerer Weg minimiert die Möglichkeit von Knicken des Filaments.
- Anpassung der Druckparameter: Geeignete Geschwindigkeit und Temperatur reduzieren den Druck im Rohr.
"Eine korrekte Konfiguration des Extruders und Hotends ist entscheidend für erfolgreiche Drucke mit flexiblen Filamenten wie TPU."
Schlussfolgerung
Der Druck mit TPU auf der Ender 3 kann Herausforderungen mit sich bringen, aber mit einigen Modifikationen und Anpassungen sind exzellente Ergebnisse möglich. Von der Verbesserung des Extruders und dem Wechsel zu einem Direct-Drive-System bis hin zur Optimierung des Hotends und des Bowden-Rohrs trägt jede Verbesserung zu einem stabileren und flüssigeren Druckprozess bei. Mit diesen Änderungen wird die Ender 3 zu einem Werkzeug, das flexible Materialien präzise verarbeiten kann.