Das durchdrehende Ritzel

Bei längeren Druckjobs kann es gelegentlich passieren, dass der Extruder kein Filament mehr fördert und sich das Ritzel (Rändelrad) nur mehr in das Filament hineinfrisst, bzw. hineinfräst, und sich sozusagen leer durchdreht.

Das Ritzel beginnt ab dem Moment an durchzudrehen, wo die nötige Vorschubskraft (Förderkraft) die Abscherkraft der eingedrückten 'Zähne' im Filament übersteigt. (Dabei wird eine 'starre Verbindung' zwischen Motorwelle und Ritzel vorausgesetzt).

Folglich können wir nur an zwei Stellen dem Problem zu Leibe rücken: wir müssen an der Abscherkraft und/oder der nötigen Vorschubkraft was ändern.

Abscherkraft

Eine Erhöhung der Abscherkraft lässt sich durch ein tieferes Eingreifen der Ritzelzähne in das Filament erreichen (also eine Erhöhung der Federspannung). Sind die Federn schon so weit vorgespannt, dass sie praktisch auf 'Block' sind, lässt sich hier kaum mehr was machen (Bild). Eine weitere Methode, die Abscherkraft zu erhöhen, wäre das Ändern der (Ritzel-)Zähne (das heißt, im Prinzip, ein anderes Ritzelrad). Das bedeutet ein Eingriff in die Hardware (abgesehen davon, dass dadurch die eigentliche Ursache nicht bekämpft wurde).

Damit bleibt nur mehr eine Reduktion der nötigen Vorschubkraft übrig.

Vorschubkraft

Die Vorschubkraft ist gleich dem Widerstand (Actio und Reactio). Dieser Widerstand entsteht aus einer Kombination von interner und externer Einflüsse. Die üblichen externen Einflüsse wurden schon >>hier<< aufgelistet und beinhalten diverse Quellen erhöhter Reibung.

Der primäre interne Widestand entsteht als Folge der Viskosität des Kunststoffs, wenn dieser schnell durch das kleine Loch der Düse 'durchgequetscht' wird. (Diesen Widerstand kann man gewissermaßen mittels der 'F-Digits' am Druckerdisplay während des Drucks beobachten).

Damit haben wir schon zwei mögliche Ansatzpunkte: Viskosität und Geschwindigkeit. Zum 'kleinen Loch' kommen wir später. Der erste Ansatzpunkt, die Viskosität, lässt sich einfach testen: mit der Temperatur um 10° oder 15° hinaufgehen und einen Testdruck machen. Der Widerstand sollte gesunken sein (auch die F-Digits).

Aber Achtung: Übertreiben sollte man nicht. Manche Kunststoffe vertragen übermäßige Temperaturen nicht. ABS kann auskristallisieren und die Düse verlegen - dadurch wird das Thema 'kleines' Loch hochaktuell.

Mit der geringeren Viskosität könnte das Problem des durchdrehenden Ritzel gelöst sein.

Der zweite Ansatzpunkt ist ebenfalls spielend durchzuführen: Geschwindigkeit reduzieren. Das hat aber den Nachteil, dass im gleichen Maße die Druckdauer steigt. Manche Materialien verlangen langsamere Druckgeschwindigkeiten als andere. PLA und ABS können relativ flott gedruckt werden, Nylon und Ninjaflex verlangen langsamere Geschwindigkeiten. Und langsamer geht fast immer!, wenn es um einen wichtigen Druckauftrag geht. Sicher ist sicher!

Der letzte Ansatzpunkt, das 'kleine Loch', die Düse, kann auch einen deutlichen Einfluss auf den internen Widerstand haben. Eine kleinere Düse verlangt, bei gleicher Geschwindigkeit, sofort mehr Förderkraft. Ebenfalls in diese Kategorie fällt die 'verstopfte Düse'. Schmutz, Staub, Späne, auskristallisiertes ABS, usw. können die Düse ganz oder teilweise verlegen. Auch Filamente mit Zuschlägen (LayWood, LayBrick, BronzeFill, und ähnliche) können hier problematisch werden, besonders mit kleinen Düsendurchmessern.

Gelegentlich findet man ein wenig Filamentabrieb im Bereich des Ritzels (Bild). Das könnte ein Zeichen dafür sein, das man schon an die Grenzen der Geschwindigkeit und/oder Temperatur stößt. Oder einfach, dass noch wo eine scharfe Kante ist, die man übersehen hat...

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