Unterextrusion im 3D-Druck: Ursachen nach Wahrscheinlichkeit gereiht und wie Sie diagnostizieren

Unterextrusion anhand des Sichtbaren erkennen

Drei Symptome treten am häufigsten auf. Obere Schichten, die Löcher oder eine ungleichmäßige Textur statt einer soliden Oberfläche zeigen, obwohl die Anzahl der oberen Schichten im Slicer korrekt eingestellt ist. Dünne Wandlinien, stellenweise fast durchscheinend, die nicht der erwarteten Breite für den verwendeten Düsendurchmesser entsprechen. Infill-Linien, die sich nicht mehr berühren und im Inneren des Teils sichtbare Lücken hinterlassen, sobald man es aufschneidet.

Laut der Prusa Knowledge Base macht eine ausgeprägte Unterextrusion die Teile zerbrechlich und anfällig dafür, auseinanderzubrechen, weil die Schichten nicht mehr genug Material haben, um sich gut miteinander zu verbinden. Eine leichte Unterextrusion zeigt sich meist zuerst optisch an den Außenflächen, bevor sie zu einem mechanischen Problem wird.

Die wahrscheinlichsten Ursachen der Reihe nach

Feuchtes oder verheddertes Filament steht ganz oben auf der Liste der häufigen Ursachen, weil es leicht zu übersehen ist: Filament, das Feuchtigkeit aufgenommen hat, kann beim Austritt aus der Düse knistern oder leicht schäumen und so den tatsächlichen Materialfluss verringern, ohne dass etwas mechanisch blockiert aussieht. Ein Knoten auf der Spule, schwerer zu erkennen, ruckelt den Filamentvorschub und erzeugt eine ungleichmäßige statt einer konstanten Unterextrusion.

Als Nächstes kommt eine teilweise verstopfte Düse: Eine Ablagerung aus verkohltem Filament oder eine Verunreinigung verkleinert den effektiven Durchmesser des Kanals, ohne ihn ganz zu blockieren, und begrenzt so den maximalen Durchfluss, den die Düse bei einer bestimmten Geschwindigkeit liefern kann. Die Seite zur verstopften Düse behandelt, wie sich das bestätigen und beheben lässt.

Eine für die gewählte Druckgeschwindigkeit zu niedrige Düsentemperatur verhindert, dass das Filament schnell genug schmilzt, um mit den Anforderungen des Slicers Schritt zu halten, besonders bei höheren Geschwindigkeiten oder bei technischen Filamenten. Ein durchrutschender Extruder, durch unzureichende Zahnradspannung oder in den Rillen angesammelte Filamentspäne, schleift am Filament, statt es zu fördern, ein Problem, das die Prusa Knowledge Base regelmäßig zu prüfen empfiehlt, indem man die Bondtech-Zahnräder reinigt und die Idler-Spannung kontrolliert. Schließlich bringt ein Filamentdurchmesser außerhalb der Toleranz, häufig bei billigeren Spulen, die Flussberechnung durcheinander, die die Firmware fortlaufend anwendet.

Eine Schritt-für-Schritt-Diagnosemethode

Beginnen Sie mit der einfachsten Prüfung: Ziehen Sie das Filament heraus und sehen Sie es sich an. Filament, das knistert, leicht aufquillt oder an der Düse nach Dampf riecht, hat wahrscheinlich Feuchtigkeit aufgenommen; es vor dem Drucken zu trocknen behebt das, ohne eine Slicer-Einstellung anzufassen. Sieht das Filament trocken aus, wickeln Sie einige Meter von der Spule ab, um auf einen Knoten oder eine gekreuzte Windung zu prüfen, die sich mitten im Druck verklemmen könnte.

Trennen Sie als Nächstes Mechanik von Elektronik: Schieben Sie bei ausgeschaltetem Drucker das Filament von Hand zwischen dem Extrudereinlass und der beheizten Düse vor. Ungewöhnlicher Widerstand dort deutet eher auf eine teilweise verstopfte Düse als auf eine Software-Einstellung hin. Lässt sich das Filament kalt frei bewegen, testen Sie an einem einfachen Testteil eine Erhöhung um 5-10 °C über Ihr übliches Profil hinaus: Verschwindet die Unterextrusion, war die Ursache thermisch und nicht mechanisch.

Ändern Sie zwischen den Tests nur eine Variable. Wenn man etwa Temperatur und Geschwindigkeit gleichzeitig anpasst, lässt sich nicht feststellen, welche das Problem tatsächlich behoben hat, was oft dazu führt, dass man eine Einstellung überkorrigiert, die gar nicht der Auslöser war.

Extruder und Filamentgriff prüfen

Ein durchrutschender Extruder hinterlässt eine sichtbare Spur: kleine Filamentspäne oder eine abgeflachte, glatte Stelle, an der das Zahnrad das Filament greift, ohne es richtig zu fördern. Laut der Prusa Knowledge Base sammeln sich diese Ablagerungen mit der Zeit in den Rillen des Zahnrads an und verringern schließlich dessen Griff, was eine regelmäßige Reinigung statt eines automatischen Austauschs erfordert. Auch die Spannschraube des Idlers sollte geprüft werden: Ist sie zu fest, quetscht sie das Filament, statt es sauber zu fördern; ist sie zu locker, lässt sie das Zahnrad ohne Wirkung durchrutschen.

Ein Hotend-Lüfter, der nicht richtig dreht, oder ein stark verstaubter Drucker kann außerdem früh Heat Creep auslösen, der das Filament weiter oben im Heatbreak erweicht als erwartet, was zum Durchrutschen des Extruders beiträgt, selbst wenn die eigentliche Ursache nicht mechanisch ist.

Slicer-Einstellungen prüfen, bevor man die Hardware anfasst

Bevor Sie etwas zerlegen, prüfen Sie den Extrusionsmultiplikator (oder die Flussrate) im Slicer: Ein zu niedrig eingestellter Wert verringert den Materialfluss absichtlich und erzeugt genau die Symptome der Unterextrusion, ganz ohne physischen Fehler am Drucker. Die Prusa Knowledge Base bietet für diese Einstellung ein Kalibrierverfahren, um den richtigen Wert für Ihre Kombination aus Filament und Düse zu finden.

Eine für den Düsendurchmesser und die gewählte Temperatur zu hohe Druckgeschwindigkeit verlangt vom Extruder, pro Sekunde mehr Material zu fördern, als die Düse tatsächlich schmelzen kann, was eine Unterextrusion erzeugt, die sich an den schnellsten Stellen des Modells verschlimmert. Die Geschwindigkeit bei einem Test um 10-20 % zu senken, bestätigt oder widerlegt diese Ursache oft, noch bevor man die Temperatur anfasst.

Unterextrusion nur an Ecken: der Pressure-Advance-Wert

Die Dokumentation von Bambu Lab unterscheidet zwischen globaler Unterextrusion, bei der jede Linie des Modells dünn aussieht, und lokaler Unterextrusion, die nur an einer bestimmten Stelle wie Ecken oder Richtungswechseln sichtbar ist. Diese zweite Form hat nicht dieselbe Grundursache wie die oben behandelten mechanischen Probleme: Sie weist meist auf einen falschen Pressure-Advance-Wert hin, der steuert, wie viel Material extrudiert wird, während der Werkzeugkopf beschleunigt und abbremst.

Eine Kalibrierung der Flussdynamik ermittelt den richtigen Ausgleichswert für genau diese Momente, statt die Gesamttemperatur oder die Geschwindigkeit anzupassen, was bei einem auf Richtungswechsel beschränkten Fehler nichts bringt. Die meisten modernen Slicer bieten diese Einstellung unter leicht unterschiedlichen Namen an (Pressure Advance, Linear Advance), jeweils mit eigener Kalibrierroutine für eine bestimmte Kombination aus Filament und Düse.

Bei einem Prusa mit Nextruder: zwei mechanische Ursachen, die für diesen Extruder typisch sind

Bei Druckern mit Nextruder (CORE One, MK4/S, MK3.9/S, XL) weist die Dokumentation von Prusa darauf hin, dass eine leicht schief wieder eingebaute Düse allein schon Unterextrusion verursachen kann: Der Kupferring des Röhrchens sollte nicht mehr sichtbar sein, sobald die Düse hochgedrückt und die Rändelschrauben von Hand wieder angezogen wurden, ganz ohne Werkzeug. Eine nicht weit genug hochgedrückte Düse hinterlässt einen Spalt, der die tatsächliche Extrusionshöhe verfälscht, und sollte geprüft werden, bevor man eine verstopfte Düse verdächtigt.

Eine Fehlausrichtung des Getriebes nach Arbeiten, bei denen dessen Abdeckung geöffnet werden musste, ist eine weitere Nextruder-spezifische Ursache, die mit dem dafür vorgesehenen Ausrichtungsverfahren für das jeweilige Modell behoben wird und nicht mit routinemäßiger Reinigung. Beide Prüfungen sollten durchgeführt werden, bevor man dem Filament oder den Software-Einstellungen die Schuld gibt, besonders wenn die Unterextrusion direkt nach Wartungsarbeiten an Düse oder Extruder aufgetreten ist.

Wann die Düse ersetzt statt gereinigt werden sollte

Ein erfolgreicher Cold Pull, beschrieben auf der Seite zur verstopften Düse, behebt die meisten teilweisen Verstopfungen, ohne etwas auszutauschen. Kehrt die Unterextrusion nach einem sauberen Cold Pull schnell zurück oder besteht sie trotz trockenen Filaments, eines nicht durchrutschenden Extruders und eines korrekt kalibrierten Extrusionsmultiplikators fort, wird der Düsenverschleiß selbst zur wahrscheinlichsten Erklärung: Die Öffnungen von Messingdüsen weiten sich mit der Zeit leicht auf, besonders bei faser- oder metallgefüllten Filamenten, wodurch sich der tatsächliche Durchfluss ändert, ohne dass eine Verstopfung im Spiel ist.

In diesem Fall behebt der Einbau einer neuen Düse desselben Durchmessers, bei abrasiven Filamenten der Wechsel zu einer gehärteten Stahldüse, ein Problem, das sich durch Reinigung allein nicht lösen lässt.

Quellen und Grenzen

• Prusa Knowledge Base — Unterextrusion
• Prusa Knowledge Base — Unterextrusion (Drucker mit Nextruder)
• Prusa Knowledge Base — Kalibrierung des Extrusionsmultiplikators
• Bambu Lab Wiki — Unterextrusion

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