Nachdem wir uns die letzten Monate mit maximal befriedigendem Ergebnis (verstopfte Düsen, schlechte Montierbarkeit, gerissene Thermalbarieren etc.) durch diverse Hotend-Bausätze gequält hatten war die Zeit reif, unser eigenes Hotend zu entwickeln. Kritikpunkte und damit gleichzeitig Verbesserungsansätze:

 

  • Mindestens 30mm lange Thermalbarriere aus PEEK oder PTFE mit Verbindungsmöglichkeit zu allen gängigen Extrudern, Wärmetransport zum Extruder muss minimiert werden
  • Modularer Aufbau, Passungen für die meisten Bohrungen, kein Feuerzement oder ähnliche Sauerreien, Berücksichtigung von Verschleiss und Alterserscheinungen sowie der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskooefizienten
  • Lötbare Bauelementanschlüsse, gekrimpte Verbindungen halten nicht lange
  • Auswechselbare Düsen mit geriebener Innenbohrung um die Reibung zu reduzieren, damit auch für leistungsschwächere Extruder geeignet
  • Minimierung der Aufheizzeiten unter Verwendung von üblichen Bauelementen (Heizwiderstand, Thermistor)

 

Bei unseren ersten Versuchen zeigte sich nach jeweils 50 Betriebsstunden, dass die Teflonbarriere etwas zu kurz war, außerdem muss die Bohrung für die Düse minimal größer als das Passmaß ausfallen, da es nach einigen Stunden Betriebszeit durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Teflonbarriere und Messingdüse zu Verklemmungen kam. Auch der Heizblock sollte lieber eine etwas größere Aufnahmebohrung für die Düse haben, um sich später leicht demontieren zu lassen. Das in PTFE geschnittene Feingewinde erwies sich nach mehrmaligen Demontieren aber als absoluter Schwachpunkt.

Die finale Version verwendet deshalb eine PEEK-Barriere. Die Wäremisolation ist zwar nicht so gut wie bei Teflon und außerdem erhöht sich der Aufwand für die Reibungsreduktion, da nun eine Innenfütterung für das Filament zusätzlich eingebracht werden muss. Durch Verlängern der PEEK-Barriere und zusätzliche Kühlrippen kann die Wärmeleitung im Betrieb aber auf ein akzeptables Maß reduziert werden. Auch nach einem 12h-Druck weißen die umgebenden Extruderbauteile keinerlei Hitzeschäden auf oder verformen sich.

Eine erste Demontage erfolgte nach 200 Betriebsstunden zur prophylaktischen Reinigung. Alle Teile ließen sich problemlos trennen. Lediglich die Extruderdüse musste leicht erhitzt werden um Sie von angeschmolzenem ABS zu befreien. Die Bauelemente sitzen nach wie vor fest im Heizblock, keine abfallenden Drahtanschlüsse oder Anschlusskappen an den Wiederständen mehr.

Auch die Aufheizzeiten sind nun akzeptabel. Innerhalb von weniger als 4 Minuten erreichen wir Betriebstemperatur bei 245°C.