Kann die Düse eines 3D Druckers verschleißen?


3D Drucker sind zum Zeitpunkt des Kaufs meistens mit Messingdüsen ausgestattet, da diese die beste Wärmeübertragung bieten. Messing ist aber ein sehr weiches Material und das Drucken von abrasiven Filamenten kann der Düse ziemlich stark zu setzen.

Doch können Düsen von 3D Druckern verschleißen? Wenn ausschließlich mit nicht abrasiven Filamenten wie z.B. PLA, ABS, PETG und der Gleichen gedruckt wird, hält eine Düse oftmals so lange wie der Drucker selbst. Bei abrasiven Filamenten wie z.B. Glow in dark, PC, Stone- oder Woodfill, etc., welche Fasern oder Partikel in das Filament verarbeitet haben, können schon wenige 100 Gramm genügen, um eine Düse unbrauchbar zu machen.

Durch den Einsatz passender Düsen zum jeweiligen Material ist es möglich die Lebensdauer der Standarddüsen zu verlängern. Andere Düsen bringen jedoch auch andere Probleme mit sich.

Können Düsen von 3D Druckern verschleißen?

Ja, die Düsen eines 3D Druckers können grundsätzlich verschleißen. Ob sie die Lebensdauer des Druckers überstehen oder schon sehr schnell verschleißen, hängt von verschiedenen Faktoren ab.

Wenn du ausschließlich mit Filamenten wie PLA, ABS, Nylon und PETG druckst, wirst du mit deiner Düse wahrscheinlich für lange Zeit viel Spaß haben. Hier spielt aber natürlich auch die Qualität der Düse und des verwendeten Filaments eine nicht unwesentliche Rolle. Je schlechter die Qualität des Materials der Düse bzw. des Filaments, desto eher die Chance, dass die Düse schneller verschleißt.

Druckst du hingegen auch gerne einmal exotischere Filamente wie Glow-in-dark, PC, Woodfill, Sandfill, Coperfill, etc. dann wirst du deine Düse sehr wahrscheinlich häufiger ersetzen müssen. Bei diesen sogenannten abrasiven Filamenten, welche mit Carbon- oder Glasfasern oder anderen Partikeln gemischt wurden, genügen schon wenige 100g, um eine Düse so weit abzunützen, dass du damit keine guten Drucke mehr erzielen kannst.

Warum verschleißen die Düsen eines 3D Druckers?

Die Düsen des 3D Druckers verschleißen ganz einfach durch Reibung. Auch wenn das Filament im Hotend geschmolzen wird und damit einen eher flüssigen Zustand annimmt, bleibt die Reibung dennoch vorhanden. Wenn dich das verwundern sollte, denke an ein steinernes Flussbecken, dass im Laufe der Jahre durch das Wasser geformt wurde.

Der Grad des Verschleißes der Düse hängt dabei von zwei Faktoren ab. Das verwendete Material der Düse und das verwendete Filament. Die Standarddüsen der meisten Drucker sind aus Messing hergestellt. Messing ist ein relativ weiches Material. Werden hauptsächlich nicht-abrasive Filamente wie PLA, ABS oder PETG gedruckt, passiert hier im Laufe der Zeit sehr wenig.

Wird jedoch öfter ein abrasives Filament verwendet, kratzen oder schaben die Fasern und Partikel des jeweiligen Filaments über die Oberfläche der Düse. Dies führt zu einer relativ schnellen Beschädigung der Oberfläche der Düse. Düsen mit schlechter Material- oder Verarbeitungsqualität können hier schon nach sehr wenig Material komplett defekt sein.

Düsen aus härterem Material, wie z.B. gehärtetem Stahl, Messingdüsen mit spezieller Beschichtung oder auch Düsen mit Rubin Spitze tritt dieser Abnutzung nicht so stark auf, da das Grundmaterial wesentlich härter ist. Dafür sind diese Spezialdüsen aber auch ein wenig teurer.

Woran erkenne ich, dass die Düse verschlissen ist?

Wenn deine Düse verschlissen ist, erkennst du das im Normalfall erst während bzw. nach dem Ende des Drucks. Es bilden sich dann Tropfen auf der Oberfläche des Ausdrucks, weil durch das Ausschleifen der Düse mehr Material ausgegeben wird. Das heißt jedoch nicht, dass Tropfen auf der Oberfläche des Ausdrucks automatisch immer eine verschlissene Düse zurückzuführen sind.

Wenn du eine neue und eine verschlissene Düse mit gleichem Durchmesser nebeneinanderhältst, kannst du es in manchen Fällen sogar mit bloßem Auge erkennen.

Bildquelle: Benutzer Edwin / CTC Forum

Kann ich verhindern, dass die Düse verschleißt?

Nun, vollständig verhindern lässt sich der Verschleiß der Düse nicht. Selbst wenn du nur nicht abrasive Filamente wie PLA, ABS und Co. druckst, nutzt sich die Düse mit der Zeit ab. Zwar nicht so stark wie bei abrasiven Filamenten, aber dennoch.

Was du tun kannst ist, dass du beim Drucken von abrasiven Filamenten nicht die Standard Messingdüse verwendest, sondern auf spezielle Düsen zurückgreifst. Hier gibt es verschiedenste Düsen wie z.B. Messing mit Spezialbeschichtung, Düsen aus gehärtetem Stahl oder auch Messingdüsen mit Rubin Spitze.

Wenn du zu einer Spezialdüse wechselst, verhilfst du also deiner Standard Messingdüse zu einer längeren Lebensdauer. Das Problem dabei ist, dass das aber sehr wahrscheinlich nicht ohne Nebenwirkungen bleibt. Durch die Beschichtung oder das andere Material verändert sich die Wärmeübertragung vom Hotend auf die Düse bzw. von der Düse auf das Filament. Das heißt, dass du möglicherweise teilweise deutlich heißer und langsamer drucken musst.

Wenn du zu einer Spezialdüse gewechselt hast, heißt das jedoch nicht, dass du jedes Mal die Düse wechseln musst, wenn du PLA und Co. druckst. Du kannst mit diesen Düsen natürlich auch nicht abrasive Filament drucken.

Kann ich eine verschlissene Düse reparieren?

Wenn die Düse durch das Drucken von abrasiven Filamenten auf der Innenseite abgeschliffen wurde, dann hat sie nicht mehr ihren ursprünglichen Durchmesser. Dieser Durchmesser kann nicht mehr wiederhergestellt werden. Daher ist die Frage im Grunde mit einem Nein zu beantworten.

Was du aber machen kannst ist, die Düse aufzubohren. Also, aus einer 0,4 mm Düse eine 1 mm Düse zu machen. Ob das Aufbohren eine Möglichkeit für deinen konkreten Fall darstellt, hängt davon ab, wie sehr die Düse verschlissen ist und natürlich auch von deinem handwerklichen Geschick.

Wenn du versuchst die Düse aufzubohren, musst du jedoch wirklich sehr sorgfältig arbeiten und wissen was du tust. Durch eine schlecht gebohrte Düse kann es sehr schnell und häufig zum Verstopfen der Düse während des Drucks kommen. Meistens lohnen sich diese Experimente nicht und der Kauf einer neuen Düse ist die schlauere Variante.

Kann ich eine verschlissene Düse trotzdem weiterverwenden?

Unterm Strich hängt das stark vom Zustand der Düse ab, aber im Grunde kann man diese Düse trotzdem weiterverwenden. Du musst hier jedoch zuerst herausfinden, wie groß der Durchmesser deiner Düse jetzt ist. Den neuen Durchmesser kannst du dann in deinem Slicer einstellen. Je nach Grad der Abweichung kannst du hier entweder den Düsendurchmesser oder den Extrusions Multiplikator ändern.

Ist die Düse auch an der Außenseite der Spitze abgeschliffen, solltest du unbedingt das Druckbett neu kalibrieren, da durch das Abschleifen der Spitze der Abstand zum Druckbett nicht mehr korrekt ist.

Nichtsdestotrotz solltest du dir jedoch bewusst sein, dass durch die verschlissene Düse mit sehr hoher wahrscheinlich die Qualität deiner Ausdrucke beeinflusst wird.

Wie lange dauert es, bis eine Düse verschleißt?

Beim Drucken mit Standard Messingdüsen und qualitativ gutem PLA, ABS, PETG kann die Lebensdauer der Düse mehrere 1000 Druckstunden betragen. Billige Messingdüsen können jedoch auch schon nach wenigen 100 Druckstunden verschlissen sein. Beim Druck von abrasiven Filamenten mit einer Standard Messingdüse kann aber auch schon nach weniger als 100 Druckstunden Schluss sein.

Bei der Verwendung einer hochwertigen Düse aus gehärtetem Stahl, beschichtetem Messing oder Messingdüsen mit Rubin Spitzen kann die Lebensdauer der Düse laut Herstellerangaben bis zu 4x so lang oder noch länger sein.

Wie hoch kann der Verschleiß einer Messingdüse sein?

Wie bereits mehrmals erwähnt, hält sich der Verschleiß der Standard Messingdüsen beim Druck von nicht abrasiven Filamenten wie PLA, ABS, Nylon und PETG in Grenzen. Je nach Beanspruchung und Qualität des Filaments hält die Düse hier durchaus so lange wie der Drucker selbst oder auch länger.

Beim Druck von abrasiven Filamenten kann der Verschleiß so hoch sein, dass nach einigen 100g von z.B. Glow in dark Filament, eine ursprüngliche 0,4 mm Düse am Ende des Drucks einen Durchmesser von 1 mm oder höher hat. Dieser Verschleiß kann sich bei größeren Druckobjekten bereits während des Druckvorgangs bemerkbar machen. Sofern dein Drucker diese Funktion unterstützt, kannst du hier mit Live-Anpassung der Menge des geförderten Materials bis zu einem gewissen Grad entgegenwirken.

Lohnt es sich separate Düsen für abrasive Filamente zu haben?

Auf jeden Fall. Wie erwähnt halten die Standard Messingdüsen den Beanspruchungen durch abrasive Filamente nicht allzu lange Stand. Daher ist es durchaus empfehlenswert spezielle Düsen für den Druck von abrasiven Filamenten zu haben und diese im Bedarfsfall zu verwenden.

Beachte jedoch, dass du die Profile deines Slicers je nach verwendeter Düse anpassen musst. Manche Materialien, z.B. gehärteter Stahl, benötigen eine um bis zu 30°C höhere Drucktemperatur als die Standarddüsen. Die Druckgeschwindigkeit nimmt mit Spezialdüsen in der Regel ab. Das heißt, dass du mit Spezialdüsen langsamer drucken musst. Da auch die Form der Düse abweichen kann, solltest du nach dem Wechseln der Düse auf jeden Fall das Druckbett neu kalibrieren.

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