3D Drucker Nozzle Guide

Beschäftigt man sich mit dem Thema 3D-Druck, gibt es viel zu beachten. Bevor man einfach mit dem Drucken beginnt, sollte man sich mit den Möglichkeiten und Einstellungen seines 3D Druckers auseinandersetzen um die bestmöglichen Druckergebnisse zu erzielen und die Lebensdauer des Geräts zu erhalten. Ein wichtiger und häufig unterschätzter Teil des 3D Druckers ist dabei die Drucker Nozzle (Düse), der oft wenig Aufmerksamkeit geschenkt wird. Auch wenn es sich bei der Nozzle eines 3D Druckers um einen sehr kleinen Bauteil handelt, hat dieser nämlich einen wesentlichen Einfluss auf die Druckgeschwindigkeit- und qualität.

In diesem umfangreichen Guide möchten wir dir erklären, um was es sich bei einer 3D Drucker Nozzle handelt, wie sich verschiedene Nozzle-Typen unterscheiden und wie man die richtige Nozzle für seine Anforderungen wählt.

Unter diesem Beitrag findest du außerdem unser neues Youtube-Video, in dem wir die Vor-und Nachteile unterschiedlicher Nozzle-Arten zusammenfassen und zeigen, wie du die Düse auf deinem 3D Drucker einfach und unkompliziert wechseln kannst.

Was ist eine Nozzle und wofür wird sie verwendet?

Unter “Nozzle” versteht man die Düse eines 3D Druckers, die sich am Hotend befindet und durch die das erhitzte Filament auf die Druckplattform gedruckt wird. Bei den meisten 3D Druckern kann die Düse getauscht werden. Je nach Anforderung kann sich der Wechsel der Druckerdüse sehr lohnen, man sollte sich also trauen verschiedene Nozzles auszuprobieren.

Worin unterscheiden sich 3D Drucker Nozzles?

Grundsätzlich unterscheidet man 3D Druckerdüsen aufgrund folgender Eigenschaften:

• Düsendurchmesser
• Material

Abhängig vom Material und Düsendurchmesser wird die Nozzle unterschiedlichen Druckanforderungen gerecht.

Düsendurchmesser

3D Druckerdüsen gibt es in unterschiedlichen Düsendurchmessern von 0,1 bis 2,0 mm. Durch den Durchmesser einer Düse wird auch die mögliche Schichthöhe und damit indirekt die Druckgeschwindigkeit bestimmt, denn:

Im Grunde geht es darum, wie viel Filament extrudiert wird und wie schnell.

In der Regel sollten die maximalen Schichthöhenwerte 80% des Düsendurchmessers nicht überschreiten. Beispielsweise hat eine 0,4-mm-Düse eine empfohlene maximale Schichthöhe von 0,32 mm.

Möchtest du wissen, welche maximale und minimale Schichthöhe du mit deiner Düse drucken kannst, benutze folgende Faustformeln:

⇒ Maximale Schichthöhe = 0,75 * Düsendurchmesser ⇒ Minimale Schichthöhe = 0,25 * Düsendurchmesser

---

0,4 mm Düse als Standard

Bei den meisten 3D Druckern hat sich die 0,4 mm Düse als Standard durchgesetzt, da diese meist ab Werk verbaut ist und eine gute Balance zwischen Auflösung, Präzision und Druckgeschwindigkeit bietet.

Kleine Düsen < 0,4 mm

Kleine Düsen eignen sich ideal für die Herstellung von Objekten mit sehr feinen, genauen Details und kaum sichtbaren Schichtspuren.

Da der Düsendurchmesser so klein ist, kommt es jedoch zu längeren Druckzeiten, als beispielsweise bei einer 0,4 mm-Nozzle. Außerdem können spezielle Materialien, zum Beispiel Filamente mit Partikeln, nicht mit kleinen Düsen verarbeitet werden. Auch das Risiko die Düse zu verstopfen, ist wesentlich höher als bei größeren Düsen.

Große Düsen > 0,4 mm

Große Druckerdüsen sorgen für höheren Materialfluss, dickere Schichthöhen und verringerte Druckzeiten. Durch die breitere Extrusion und die höheren Schichten erhalten die gedruckten Modelle mehr Stabilität, sind aber nicht so fein aufgelöst und detailreich. Breitere Düsen verstopfen außerdem kaum und eignen sich daher ideal für spezielle Materialien wie zum Beispiel Holz-, Kohlefaser- oder Glow-in-the-Dark-Filamente.

Durch die schnelle Möglichkeit zu drucken, empfehlen sich große Düsen besonders im Rapid-Prototyping.

⇒ Fact: Beim Drucken mit 0,4 mm Layerhöhe wird die Druckzeit im Vergleich zu 0,2 mm Layerhöhe nahezu halbiert.

---

Nozzle-Materialien

3D Drucker Nozzles bestehen aufgrund der relativ hohen Wärmeleitfähigkeit aus verschiedenen Metallen, die den 3D-Druckprozess auf unterschiedliche Weise beeinflussen. Da einige Filamente abrasive Eigenschaften besitzen und daher bestimmte Metallarten schneller abnutzen als andere, sollte man das Nozzle-Material dementsprechend auswählen.

Im Folgenden werden wir die unterschiedlichen Düsenmaterialien mit ihren Vor- und Nachteilen auflisten, um einen Überblick über die Unterschiede zu schaffen.

• Messing-Düsen / Brass Nozzles

→ max 300 ° C.

Messing ist das am häufigsten verwendete Material für 3D Druckerdüsen. Es bietet eine hervorragende Wärmeübertragung bei relativ geringen Kosten. Bei der Verarbeitung von abrasiven Spezialfilamenten mit Holz-, Carbon-, oder Metallfasern wird eine Messingdüse jedoch sehr schnell abgenutzt und ungenau.

Um das relativ weiche Düsenmaterial vor zu starkem Abrieb zu schützen und die Reibung zwischen Filament und Düse zu reduzieren, kann eine Messingdüse mit Nickel oder Chrom beschichtet werden.

Vorteile

• Geringe Kosten
• Hohe Wärmeleitfähigkeit

Nachteile

• Geringe Verschleißfestigkeit
• Nicht für stark abrasive Materialien geeignet

---

• Beschichtete Düsen / Coated Nozzles

→ max 500 ° C.

Um relativ weiches Düsenmaterial vor zu starkem Abrieb zu schützen und die Reibung zwischen Filament und Düse zu reduzieren, sind Messing- oder Kupferdüsen auch mit Nickel- oder Chrombeschichtung erhältlich.

Neben der verbesserten Kratzfestigkeit, erhöht eine Beschichtung auch die Temperaturbeständigkeit der Düse erheblich.

Vorteile

• Höhere Verschleißfestigkeit als normales Messing oder Kupfer
• Perfekter Allrounder
• Hohe Temperaturbeständigkeit
• Hohe Wärmeleitfähigkeit

Nachteile

• Nicht so hart wie gehärteter Stahl
• Nicht für die dauerhafte Verwendung mit abrasiven Materialien geeignet

---

• Stahldüsen / Stainless Steel Nozzles

→ max 500 ° C.

Stahl ist ein weiteres beliebtes Material für Düsen, da es eine etwas bessere Verschleißfestigkeit bietet als Düsen aus Messing. Sie verhindern bis zu einem gewissen Grad auch, dass geschmolzener Kunststoff an seinen Oberflächen haften bleibt und der Druck mit Blei verunreinigt wird, was bei Messingdüsen häufig der Fall ist. Stahldüsen sind daher theoretisch für lebensmittelechte Materialien geeignet.

Stahl ermöglicht die Verarbeitung einer größeren Auswahl an Filamenten, wird jedoch bei häufiger Verwendung von abrasiven Filamenten nicht empfohlen. Es ist im Vergleich zu Messing auch weniger wärmeleitend.

Vorteile

• Bessere Verschleißfestigkeit als Messing
• Verwendbar für lebensmittelechte Filamente

Nachteile

• Geringere Wärmeleitfähigkeit als Messing
• Geringere Verschleißfestigkeit als gehärteter Stahl

---

• Düsen aus gehärtetem Stahl / Hardened Steel Nozzles

→ max 500 ° C.

Düsen aus gehärtetem Stahl sind ein nützliches 3D Drucker Upgrade, da sie für die häufige Verwendung von abrasiven Materialien robust genug sind (10-mal verschleißfester als Messingdüsen) und buchstäblich jahrelangen Einsatz ohne Ersatz bieten.

Dieses Material hat jedoch eine noch geringere Wärmeleitfähigkeit als die beiden vorherigen Materialien und ist in der Anschaffung teurer. Da die innere Oberfläche der Düse nicht so glatt ist wie die anderer “weicherer” Düsenmaterialien, kann dies zu geringerer Druckqualität führen.

Vorteile

• Hohe Verschleißfestigkeit
• Sehr langlebig
• Geeignet für abrasive Materialien

Nachteile

• Geringere Wärmeleitfähigkeit
• Geringere Druckqualität
• Höhere Kosten

---

• Rubin-Düsen / Brass Ruby Nozzles

→ max 550 ° C.

Nozzles mit Spitzen aus Rubin zählen zur Luxusklasse der 3D Druckerdüsen. In der Regel handelt es sich bei Rubin-Düsen um Messingdüsen mit oder ohne Beschichtung, die einen Rubin an der Spitze tragen. Da die Bohrung im Rubin sehr präzise gefertigt werden kann, ergeben sich nur geringe Durchmessertoleranzen.

Die Rubinspitze der Nozzle sorgt für zusätzliche Verschleißfestigkeit, was sich besonders bei der Verarbeitung von speziellen Filamenten auszeichnet. Im Vergleich zu den anderen Düsenarten, ist die Rubin-Düse am teuersten.

Vorteile

• Hohe Wärmeleitfähigkeit wegen Messingkörper
• Hohe Verschleißfestigkeit
• Hohe Temperaturbeständigkeit

Nachteile

• Höhere Kosten

---

3D Drucker Nozzle wechseln - So geht’s

Du möchtest deine 3D Drucker Nozzle tauschen? In unserem Video zeigen wir dir genau, worauf du beim Tausch der 3D Drucker Düse achten musst.

Wir freuen uns, wenn du uns auf YouTube besuchst und ein Like oder einen Kommentar da lässt. Wenn du in Zukunft etwas bestimmtes auf unserem Kanal sehen willst, lass uns das gerne in den Kommentaren wissen!