3D-Drucker mahlt Filament: Zerkautes Filament diagnostizieren und die Förderung wiederherstellen

Wie das Antriebszahnrad das Filament bewegt und warum es es am Ende zerkaut

Fast jeder Extruder funktioniert gleich. Ein kleines gezahntes Antriebszahnrad, vom Schrittmotor gedreht, presst das Filament gegen ein Andrucklager. Laut Simplify3D beißen sich die scharfen Zähne in den Kunststoff und schieben ihn zur Düse oder ziehen ihn bei einer Retraction zurück. Das System funktioniert, solange sich das Filament tatsächlich bewegen kann. Sobald etwas es zurückhält, dreht sich das Zahnrad weiter und schabt immer wieder dieselbe Stelle ab.

Nach einigen Umdrehungen hat das Zahnrad eine so tiefe Kerbe gefräst, dass es nichts mehr greifen kann. In der Szene spricht man von abgeschliffenem oder zerkautem Filament. Der Motor dreht sich zwar noch, aber es gelangt nichts mehr ins Hotend. Genau das unterscheidet das Mahlen von gewöhnlicher Unterextrusion: Die Förderung wird nicht nur schwächer, sie bricht ab.

Behalten Sie einen Gedanken im Kopf: Das Antriebszahnrad ist fast nie der eigentliche Übeltäter. Es tut nur, was die Firmware ihm vorgibt. Wenn es mahlt, hindert etwas hinter oder vor ihm das Filament an der Bewegung. Die ganze Diagnose besteht darin, diesen Widerstand zu finden, nicht das Zahnrad zu ersetzen.

Mahlen erkennen: Späne, eine sichelförmige Kerbe und ein Motor, der auf der Stelle dreht

Der erste Hinweis erfordert keine Demontage. Laut Simplify3D hinterlässt das Mahlen viele kleine Kunststoffspäne um das Antriebszahnrad und unter dem Extruder. Bei einem Direct-Drive-Drucker fallen sie manchmal auf das gerade gedruckte Teil. Bei einem Bowden-Aufbau häufen sie sich am Eingang des Schlauchs.

Der zweite Hinweis erfordert, das Filament herauszuziehen. Sehen Sie sich den Abschnitt an, der am Antriebszahnrad lag. Gesundes Filament zeigt eine saubere Reihe kleiner, gleichmäßiger Bissspuren. Angeschliffenes Filament zeigt eine saubere, sichelförmige Kerbe, manchmal eine flache, glänzende Stelle, an der die Zähne durchgerutscht sind, ohne zu greifen.

Der dritte Hinweis ist sowohl hör- als auch sichtbar. Der Extrudermotor dreht sich, oft mit wiederholtem Klicken, doch das Filament bewegt sich am Extrudereinlass nicht mehr. Am Teil wird die Schicht dünner und verschwindet dann ganz, was einer Extrusion ähnelt, die mitten im Druck aussetzt. Unterscheiden lässt sich das, indem Sie das Zahnrad beobachten: Dreht es sich auf der Stelle über einem Haufen Späne, haben Sie es mit Mahlen zu tun.

Die vier Prüfungen von Simplify3D in der richtigen Reihenfolge

Die Dokumentation von Simplify3D legt eine klare Reihenfolge fest, von der einfachsten Einstellung bis zur aufwendigsten Lösung. Beginnen Sie mit der Retraction. Ist die Retraction-Geschwindigkeit zu hoch oder der Weg zu lang, wird der Extruder übermäßig belastet, und das Filament kommt nicht mehr mit. Der empfohlene Test besteht darin, die Retraction-Geschwindigkeit zu halbieren. Verschwindet das Mahlen, lag es an Ihren Retraction-Einstellungen.

Zweitens die Temperatur. Simplify3D empfiehlt, die Extrudertemperatur um 5 bis 10 Grad zu erhöhen, damit der Kunststoff leichter fließt. Filament, das nicht schnell genug schmilzt, drückt mit einem Widerstand zurück, den das Zahnrad nicht überwinden kann. Prüfen Sie in unserer Anleitung zu Drucktemperaturen den vom Filamenthersteller empfohlenen Bereich, bevor Sie weiter nach oben gehen.

Drittens die Geschwindigkeit. Langsamer zu drucken bedeutet, dass sich der Motor langsamer dreht und das Filament mehr Zeit zum Schmelzen hat. Simplify3D schlägt vor, Ihre Standard-Druckgeschwindigkeit zu halbieren, zum Beispiel ausgehend von 60 mm/s. Hat bisher nichts geholfen, ist der letzte Schritt in der Praxis die häufigste Ursache: Eine verstopfte Düse, selbst eine teilweise, reicht aus, um die Förderung zum Stocken zu bringen und das Zahnrad durchrutschen zu lassen.

Andruckspannung und Zustand des Antriebszahnrads

Bei den meisten Extrudern lässt sich der Anpressdruck des Andrucklagers auf das Filament über eine Schraube oder einen Federhebel einstellen. Laut Simplify3D beißen sich die Zähne bei zu lockerer Einstellung nicht tief genug ins Filament, und der Extruder verliert die genaue Kontrolle über dessen Position. Ist sie zu fest, wird das Filament zerquetscht, sodass die Kerbe sich noch schneller bildet, sobald irgendein Widerstand auftritt.

Zielen Sie auf die Mitte. Das Filament, das das Zahnrad verlässt, sollte klare, gleichmäßige Bissspuren tragen, ohne plattgedrückt oder oval gequetscht zu sein. Die richtige Einstellung hängt vom Material ab: Ein flexibles Filament wie TPU verformt sich bei einem Druck, der für PLA völlig passt. Werfen Sie einen Blick ins Handbuch Ihres Druckers, denn das Vorgehen unterscheidet sich von Modell zu Modell.

Sehen Sie sich auch die Zähne selbst an. Nach einem Mahlvorfall sind sie oft mit geschmolzenen Spänen zugesetzt und greifen nicht mehr. Eine Messingbürste oder eine feine Nadel reinigt sie und stellt den Grip wieder her. Bei vielen Einsteigerdruckern ist das Andrucklager ein einfaches glattes Kugellager, das mit der Zeit verschleißt. Ist es zerkratzt oder dreht es sich nicht mehr frei, tauschen Sie es aus.

Feuchtes Filament, eine festsitzende Spule und der PTFE-Schlauch: Widerstand vor dem Extruder

Das Zahnrad kämpft nicht nur gegen die Düse. Es kämpft auch gegen alles, was das Filament bremst, bevor es den Extruder erreicht. Laut Simplify3D ist zuerst die Spule zu prüfen: Sie muss sich frei drehen, und das Filament muss sich leicht abwickeln lassen. Ein unter einer anderen Windung eingeklemmter Strang, eine auf ihrem Halter verklemmte Spule oder ein verstaubter Halter, der sich kaum dreht, erzeugen genug Zug, um das Zahnrad durchrutschen zu lassen.

Bei einem Bowden-Drucker ist der PTFE-Schlauch ein klassischer Verdächtiger. Simplify3D empfiehlt sicherzustellen, dass das Filament ohne großen Widerstand hindurchgleitet, und den Schlauch bei Bedarf zu reinigen oder leicht zu schmieren. Ein geknickter, verschlissener oder schlecht sitzender Schlauch erzeugt bei jeder Retraction eine Schwergängigkeit.

Dann ist da noch das Filament selbst. Filament von geringer Qualität oder mit schwankendem Durchmesser läuft schlecht durch Schlauch und Düse. Simplify3D weist außerdem darauf hin, dass PLA Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt und die Druckqualität dadurch mit der Zeit nachlässt. Feuchtes Filament knackt und zischt an der Düse und extrudiert schlecht, was den Extruder belastet. Wenn Ihre Spule länger offen lag, ist ein Filamenttrockner eine Überlegung wert, und eine frische, versiegelte Spule ist der schnellste Vergleich.

Sauberer Neustart nach einem Mahlvorfall

Wenn Sie die Ursache gefunden haben, drücken Sie nicht einfach auf Fortsetzen. Heizen Sie die Düse auf die für das Material übliche Temperatur auf und ziehen Sie dann das Filament heraus. Schneiden Sie den angeschliffenen Abschnitt und die verformte Spitze ab, um ein sauberes Ende zu erhalten, am besten schräg, damit es sich leicht wieder einführen lässt.

Reinigen Sie als Nächstes das Antriebszahnrad und das Innere des Extruders. Zwischen den Zähnen festsitzende, geschmolzene Späne sind der häufigste Grund, warum das Mahlen sofort wiederkommt. Prüfen Sie das Andrucklager und spannen Sie es neu, falls Sie es zum Entfernen des Filaments gelöst haben. Laden Sie das Filament wieder und führen Sie über das Display des Druckers eine manuelle Spülung durch. Der extrudierte Strang sollte gerade und gleichmäßig austreten.

Ändern Sie schließlich immer nur eine Sache auf einmal. Wenn Sie Retraction, Temperatur und Geschwindigkeit gleichzeitig anpassen, wissen Sie nie, was das Problem gelöst hat. Drucken Sie zwischen den Anpassungen ein kleines Testteil. Mahlen, das immer an denselben Stellen eines Teils auftritt, deutet auf die Retraction hin. Mahlen, das erst spät in einem langen Druck auftritt, deutet eher auf Wärme, die den Extruder hinaufkriecht, oder auf eine sich allmählich aufbauende Verstopfung hin.

Quellen und Grenzen

• Simplify3D — Grinding Filament
• Simplify3D — Inconsistent Extrusion

Wir ordnen Hersteller- und Community-Dokumentation; diese Produkte haben wir nicht selbst gemessen. Das Handbuch Ihres genauen Modells hat Vorrang vor allgemeinen Hinweisen.