Stringing/ Spinning (Fäden) im FDM-3D-Druck vermeiden
Wie entstehen Fäden beim FDM-Druck?
Fäden entstehen meistens dort, wo die Druckdüse größere Abstände überbrücken muss, sozusagen von Insel zu Insel springt und zu viel flüssiges Filament sich im Hotend befindet.
Beim FDM (FFF) 3D-Druck ist wichtig, dass die richtige Filamentmenge am richtigen Ort zum richtigen Zeitpunkt zur Verfügung steht. Kommt zu wenig Filament aus der Druckdüse, entstehen Risse. Kommt ein wenig zu viel raus, weil es einfach so aus der Düse nach tropft, bilden sich feine Fäden zwischen den „Inseln“.
Wenn der Drucker still steht oder die Position wechselt, sollte währenddessen kein Filament mehr aus der Druckdüse austreten. Um genau das zu verhindern, muss der 3D-Drucker einwandfrei eingestellt werden.
Gründe für Fäden/Spinning
Düsentemperatur
Wenn Filament aus der Düse tropft, ist möglicherweise die gewählte Düsentemperatur zu hoch. Bei einer zu hohen Temperatur verflüssigt sich das Filament zu stark und fließt daher schneller und ungewollt aus der Düse.
Hoher Druck in der Düse
Ein anderer Grund könnte ein zu hoher Druck in der Düse sein, weil sich zu viel Filament in der Düse befindet. Heutige 3D Drucker haben für dieses Problem eine Lösung – Retraction (Rückzug) genannt. Hierbei wird das Filament aus dem Hotend ein Stück zurückgezogen. Der Materialdruck in der Düse wird abgebaut und es kommt bei Leerfahrten nicht zum ungewollten Ausfluss von Filament.
Feuchtigkeit
Filamente, vor allem PLA, nehmen in kurzer Zeit schnell viel Feuchtigkeit auf. Dieses Verhalten hat natürlich wesentlichen Einfluss auf die Materialeigenschaften.
Mögliche Lösungen
Drucktemperatur herunter setzen
Jedes PLA Filament hat leicht unterschiedliche Schmelztemperaturen. Senke schrittweise die Drucktemperatur um 5°C und druck Testdrucke. Druckvorlagen findest Du auf www.thingiverse.com.
Filament Rückzugsweg (Retraction distance) vergrößern (Einzugsabstand)
Wenn der 3D-Drucker einen Positionswechsel ohne zu drucken macht, beispielsweise beim Sprung zwischen einer Bauteilwand zur anderen, zieht er das Filament etwas zurück, um Druck aus der Druckdüse zu nehmen. Dieses Vorgehen ist geeignet, Fäden (Spinning) und Tropfen (Oozing) vorzubeugen.
Im Slicer kannst Du einstellen, wie weit das Filament zurückgezogen werden soll (Retraction distance) und auch die Rückzugsgeschwindigkeit (Retraction Speed) bestimmen.
- Wird das Filament zu weit zurück gezogen wird, steht der Druckdüse beim weiter drucken zu wenig Filament zur Verfügung, was zu Druckfehler führt.
- Wird das Filament nicht weit genug zurück gezogen, kann der Druck zu hoch sein und Tröpfen oder Fäden quetschen sich langsam aus der Druckdüse.
Bei Direct-Extruder liegt der empfohlene Rückzugsweg zwischen 0.1 und 3 mm.
Bowden-Extruder mögen Werte zwischen 3 und10 Millimeter.
Filament Rückzugsgeschwindigkeit (Retraction speed) erhöhen
Eine weitere mögliche Ursache für Faden- und Tropfenbildung ist die Filament Rückzugsgeschwindigkeit. Sie bestimmt, wie schnell das Filament aus der heißen Düse zurückgezogen wird.
- Ist die Rückzugsgeschwindigkeit langsam, schmilzt das Filament in der Düse weiter und tropft oder fließt heraus.
- Ist die Rückzugsgeschwindigkeit zu schnell, kann das Filament reißen.
Als Richtwert für die Filamentrückzugsgeschwindigkeit kann – je nach Filament und Drucker – ein Wert zwischen 20 bis 100 mm (bei Direkt- als auch Bowden-Extruder) pro Sekunde genutzt werden.
Feuchtigkeit des Filament prüfen und trocknen
Filamente, vor allem PLA, nehmen in kurzer Zeit schnell viel Feuchtigkeit auf. Dieses Verhalten hat natürlich wesentlichen Einfluss auf die Materialeigenschaften.
Eine Möglichkeit die Feuchtigkeit Ihres Materials zu überprüfen, ist der sogenannte Knick-Test. Hierbei wird ein Stück Filament abgebrochen. Lässt sich das Filament abbrechen, ist es trocken. Biegt das Filament sich durch, ist es feucht.
PLA Filament lässt sich im Backofen bei 40 bis 45 Grad in 4-6 Stunden trocknen. Damit es nicht wieder zu feucht wird, genügt die Lagerung in einer Transportbox mit Trockenmittel.
Hilfe: Bei 0,2 mm Layer-Höhe kein Spinning, bei 0,1 mm ein Spinnennetz!
Mit einer 0.4 mm Druckdüse gibt es bei Layerhöhen bei größer als 0.2 mm keine Spinning Probleme, aber bei 0.1 mm produzierte mein Ender-5 S1 ein wahres Spinnengeflecht. Keine Cura-Einstellungen führten zu Erfolg. Das PLA Meta Filament von SUNLU war neu und frisch ausgepackt aus dem Vakuum-Beutel. Am ausgeprägtesten war die Fadenbildung bei einer Schichthöhe von 0.05 mm bis 0.1 mm. Ab 0.15 mm nahm das Spinning bei MEINER 0.4 mm Nozzle wieder ab. Woran lag es?
Lösung: Die Druckdüse war es!
In meinem Fall half ein Wechsel der Druckdüse, um Spinning bei PLA Meta Filament, einer 0.4er Nozzle und 0.1 mm Schichthöhe (Layer) zu vermeiden. Der Austausch meiner Druckdüse wirkte wahre Wunder – nachdem ich einen ganzen Tag unzählige Slicer-Einstellungen erfolglos testete.
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Letzte Änderung am 20. Februar 2024
