Welche Arten von Extrudern gibt es?

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Antwort:

Prinzipiell besteht der Extruder aus dem Hotend und dem Extruderantrieb. Dabei gibt es verschiedene Arten von Extrudern, die bei 3D-Druckern zum Einsatz kommen. Abhängig davon, ob Hotend und Antrieb räumlich getrennt oder diese direkt miteinander verbunden sind, werden generell zwei Arten von Extrudern unterscheiden:

Direct Drive Extruder

Hier besteht zwischen dem Extruderantrieb und dem Hotend ein minimaler Abstand, wodurch die gewünschte Menge an Filament sehr präzise gefördert, aber auch die Reibungsverluste minimiert werden. Wer flexible Filamente wie TPU oder TPE drucken möchte, muss auf den Direct Drive Extruder setzen. Meistens sind solche Extruder so leicht und kompakt wie möglich.

Da bei den Druckbewegungen die komplette Extrudereinheit verfahren wird, muss die Systemmasse zuerst beschleunigt und danach wieder an der gewünschten Zielposition gestoppt werden. Dabei gilt: Je größer die Masse, umso mehr Drehmomente der Achsantriebe müssen aufgebracht werden. Bei schwereren Extrudern sind die erreichbaren Beschleunigungen jedoch begrenzt, da auch die Drehmomente begrenzt sind.

Bowden-Extruder

Beim Bowden-Extruder bilden das Hotend und der Extruderantrieb dagegen keine kompakte Einheit. Stattdessen sind sie getrennt montiert. Das Filament muss aufgrund der getrennten Bauweise über einen längeren Weg gefördert werden. Über die sogenannte Bowdentube bzw. den Bowdenschlauch wird die Verbindung zwischen Hotend und Extruderantrieb hergestellt.

Hier wird nur das vergleichsweise leichte Hotend bewegt, während sich der Extruderantrieb mit dem schweren Steppermotor an einer anderen Achse des Druckers befindet. Meistens handelt es sich dabei um die Z-Achse, da diese meist über kurze Distanzen und nur selten bewegt wird. Das Gewicht des Extruderantriebs spielt bei diesem Extruder-Typ jedoch eine untergeordnete Rolle.

Neben diesen zwei Haupttypen von Extrudern gibt es auch den:

  • Kolbenextruder: Hier wird der Druck für die Extrusion durch einen Kolben erzeugt.
  • Einschneckenextruder: Durch eine Schneckenwelle wird der zur Extrusion nötige Druck erzeugt.
  • Doppelschneckenextruder: Im Schneckenzylinder befinden sich zwei Schneckenwellen, die für den nötigen Extrusionsdruck sorgen. Der Antrieb wird mittels Elektromotoren gewährleistet.
  • Planetwalzenextruder: Hier wird eine Zentralspindel angetrieben, auf der sich die einzelnen Planetspindeln abwälzen. Über die Zentralspindel sowie den Walzenzylinder erfolgt die Temperierung des zu extrudierenden Materials.
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