Ratgeber
In Firmen entstehen dank ihnen Prototypen und Kleinserien, im heimischen Umfeld können mit ihnen Ersatzteile und kreative Dekorationen selbst angefertigt werden: Die Rede ist von 3D-Druckern. Damit ein 3D-Druck gelingt, benötigen Sie neben den Geräten ein passendes Filament und gute Düsen.
Welche Düsen es für 3D-Drucker gibt und was sie auszeichnet, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Allgemeine Informationen zum 3D Druck
Erfahren Sie nützliche, interessante und wichtige Informationen rund um das Thema 3D Druck. Wir erklären Ihnen welche Drucker es gibt, wo die Unterschiede liegen und was Sie bei der Auswahl Ihres 3D Druckers beachten sollten. Zum Ratgeber 3D Druck »
Der englische Begriff Nozzle wird synonym für die Düse verwendet. Durch sie gelangt beim 3D-Druck das Verbrauchsmaterial (Filament) auf die Druckplatte. Die Nozzles besitzen eine konische Form mit kleinerer Stirnfläche. Am hinteren Ende sitzt ein Gewinde für den Einbau.
Die Nozzle ist ein Bestandteil des Extruders (Druckkopf), kann aber dank Gewinde mit wenigen Handgriffen aus dem Extruder entfernt werden. Das ist wichtig, da die Düsen mit der Zeit verstopfen und gereinigt werden müssen. Durch die starke Hitze beim Drucken kommt es zudem zu Verschleiß und der Extruder benötigt von Zeit zu Zeit eine neue Nozzle. Es ist wichtig, vor dem Kauf einer neuen Düse im Datenblatt des 3D-Druckers nachzuschauen, ob Länge und Durchmesser des Gewindes mit dem Gerät kompatibel sind!
Messing
Am häufigsten sind Nozzles aus Messing anzutreffen. Zum einen besitzt Messing eine gute Wärmeleitfähigkeit, was für den 3D-Druck unverzichtbar ist, zum anderen ist Messing ein vergleichsweise erschwingliches Material und daher günstig im Einkauf. Eine Messing-Düse nutzt sich allerdings auch relativ schnell ab. Vor allem, wenn Filamente mit metallischen Bestandteilen im Einsatz sind, ist der Abrieb hoch. Die Lebensdauer verlängert sich, wenn beschichtetes Messing statt der Standardausführung zum Einsatz kommt. Beschichtet wird es entweder mit Chrom oder Nickel.
Beschichtetes Kupfer
Steht eine gute Leitfähigkeit im Vordergrund, lohnt es sich, über beschichtete Kupferdüsen nachzudenken.
Diese leiten die Wärme noch deutlich besser als Messing. Hinzu kommt bei Kupfer eine hohe Schmelztemperatur, sodass die Düsen selbst bei Drucken bis 500 Grad Celsius genutzt werden können.
Messing-Düsen empfehlen sich hingegen nur bis maximal 300 Grad Celsius.
Edelstahl
Liegt das Hauptaugenmerk auf robusten Düsen, ist Edelstahl eine gute Alternative. Fällt die Wahl auf dieses Material, entsteht als weiterer Vorteil die Möglichkeit, lebensmittelechte Drucke anzufertigen. Da Edelstahl allerdings Wärme schlechter leitet, müssen bei der Arbeit höhere Drucktemperaturen eingestellt werden. Etwa fünf bis zehn Grad Celsius mehr sind nötig. Maximal darf mit 500 Grad Celsius gearbeitet werden.
Gehärteter Stahl
Auch gehärteter Stahl eignet sich als Düsenmaterial und kann mit oder ohne Beschichtung genutzt werden. Der Stahl ist als Grundwerkstoff bedeutend stabiler als Messing, besitzt aber ebenfalls eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit. Gehärteter Stahl kommt daher dann zum Einsatz, wenn beim Drucken überwiegend mit harten Filamenten wie Carbonfaser gearbeitet wird. Die Wärmegrenze liegt ebenfalls bei 500 Grad Celsius.
Rubin-Düsen
Erfordert der Druckauftrag mehr Hitze, gibt es Rubin-Düsen. Sie stellen die Luxusklasse dar und können bis 550 Grad Celsius erwärmt werden. Ihr Grundkörper besteht aus Messing, doch an der Spitze sitzt ein Rubin, der zum einen ein enorm exaktes Drucken erlaubt und zum anderen bei einer hohen Temperaturbeständigkeit zugleich ideal die Wärme leitet und selbst verschleißfest ist.
Es gibt eine weitere grundlegende Eigenschaft, um Nozzles in Gruppen einzuteilen: Neben dem Material ist das der Durchmesser. Kleine Düsen beginnen bereits bei 0,1 Millimeter, während große Düsen bis zu 8 Millimeter erreichen. Für die Anwendung stellt sich daher die Frage, wann welcher Durchmesser die richtige Wahl ist.
Für viele Druckaufträge hat sich ein Standard von 0,4 Millimetern bewährt. Die Nozzle erstellt bei diesem Durchmesser detailreiche Strukturen und kann dennoch relativ schnell arbeiten. Die Balance zwischen Auflösung und Arbeitsgeschwindigkeit ist daher für viele Anwendungen der beste Kompromiss.
Abseits des Standards eignen sich Durchmesser von weniger als 0,4 Millimetern für Detailarbeiten bis ins Filigrane. Das Umsetzen von Schriftzügen und Schmuck verlangt häufig diese Wahl. Wird das 3D-Modell hingegen wenige Details beinhalten, sind 0,6 bis 1,0 Millimeter Durchmesser besser.
Je grober das Druckergebnis sein darf, desto größer darf die Nozzle werden, denn die Druckzeit sinkt und die entstandenen Objekte punkten mit mehr Stabilität.
Viele stellen sich die Frage: Wie lange hält eine Düse für den 3D-Drucker? Es gibt hier keine pauschale Antwort, denn entscheidend sind die Wahl des Düsenmaterials und die Wahl der Filamente. Werden sehr harte Filamente bei hohen Temperaturen verarbeitet und ist die Düse relativ weich, muss sie häufiger ausgetauscht werden.
Zur groben Orientierung lässt sich jedoch sagen, dass Verschleißerscheinungen auch bei ungünstigen Kombinationen erst nach rund 100 Druckstunden beginnen. Gute Nozzles aus Messing können bei weichem Verbrauchsmaterial wie PLA auch 1.000 Druckstunden erreichen.
Besonders hochwertige Düsen, die immer mit den passenden Filamenten kombiniert werden, können mit einer guten Pflege und regelmäßigen Reinigungen bis zu 3.000 Druckstunden erreichen.
Verstopfte Nozzle erkennen
Eine vollständig verstopfte Düse lässt das Filament nicht mehr durch, teilweise verstopfte Düsen führen zu Fehlern wie etwa dünnen Druckstellen oder Löchern. Zur Reinigung gibt es spezielle Drahtbürsten. Um die engsten Stellen zu erreichen, lohnt sich der Einsatz von Reinigungsnadeln.