Eine der wichtigsten Komponenten bei einem 3D-Drucker ist der Extruder. Dieser sorgt dafür, dass das 3D-Drucker-Material bzw. das Filament beim FDM-3D-Druck befördert, aufgeschmolzen und zielgerichtet durch die Düse gebracht wird. Dieser Prozess ist unter dem Begriff „extrudieren“ bekannt.
Der Extruder eines 3D-Druckers bzw. seine Teile sitzen in der Regel auf den Achsen des 3D-Druckers. Während des Druckvorgangs wird der Extruder über dem Druckbett an die entsprechenden, vorgegebenen Positionen gefahren. Das Filament wird gleichzeitig gefördert, verflüssigt und mit der Düse durch das Hotend ausgegeben. Durch die Überlagerung der Bewegung und Extrudierung wird das gewünschte Objekt auf dem Druckbett schichtenweise erstellt.
Funktionsweise eines 3D-Drucker-Extruders
Der Extruder eines 3D-Druckers ist dafür zuständig, das verwendete Filament in halbflüssiger oder flüssiger Form abzugeben und es in aufeinanderfolgenden Schichten abzulegen. Manchmal hat der Extruder auch die Aufgabe ein Bindemittel einzusetzen, um ein ursprünglich pulverförmiges Material zu verfestigen. In den meisten Fällen wird aus der Düse das geschmolzene Filament herausgepresst. Eine Spirale rotiert dabei in einer Röhre und transportiert das Filament auf das Druckbett.
Der Extruder wird bei einem 3D-Drucker an den Bewegungsschienen befestigt und rotiert sich auf der X-, Y- und Z-Achse. Das Druckmaterial wird gleichmäßig aus dem Extruder gepresst und das geplante 3D-Druckobjekt schichtweise gefertigt. Deshalb gilt der Extruder als der wesentliche Bestandteil der Extrusion, wobei verformbare Materialien wie Keramik, Metalle, Kunststoff oder sogar Biomasse kontinuierlich aus einer formgebenden Öffnung herausgepresst werden.
3D-Drucktechnologien für Extruder
Meistens kommt der Extruder in 3D-Druckern mit der FDM- oder FFF-3D-Drucktechnologie vor, wird aber auch bei Maschinen mit Polyjet oder Binder Jetting Technologie sowie bei CPX-Maschinen angewendet:
- Extruder bei FDM/FFF-3D-Druckern: Hier wird der Kunststofffaden vom Extruder in seine flüssige Form umgewandelt und danach auf die Druckplattform in aufeinanderfolgenden Schichten extrudiert.
- Extruder bei Binder Jetting 3D-Druckern: Bei dieser Technologie gibt der Extruder auf loses Material in Pulverform ein Bindemittel ab und erstellt das 3D-Objekt durch aufeinanderfolgende Schichten.
- Extruder bei Polyjet 3D-Druckern: Hier werden auf die Druckplattform kleine Harztröpfchen abgegeben, wonach das Kunstharz vom UV-Licht polymerisiert wird.
