Aufbau und Funktion eines Hotend

Das Hotend („heißes Ende“) ist das Herzstück eines FDM 3D-Druckers und arbeitet im Grunde nach dem Prinzip einer Heißklebepistole. Es werden – je nach Ausführung des Hotend – Temperaturen von bis zu über 300°C erreicht.

Was ist das Hotend am 3D-Drucker?

Das Hotend ist ein zentrales Bauteil von 3D-(FDM)-Druckern. Im Hotend eines FDM-Druckers wird das Druckmaterial, Filament genannt, geschmolzen und durch die Düse (Nozzle) gedrückt.

Aufgrund seiner starken Beanspruchung kann davon ausgegangen werden, dass früher oder später das Hotend des 3D-Druckers den Geist aufgibt und ersetzt werden muss. Falls dies geschieht – und es wird geschehen – ist der gut beraten, welcher ein Ersatz-Hotend für seinen Drucker besitzt.

Wie funktioniert das „Hotend“?

Das Hotend besteht aus drei verschiedenen Komponenten. Das oberen Teil ist das Coldend, in der Mitte der Heatbreak und letztlich am unteren Ende das eigentliche Hotend. Umgangssprachlich hat sich jedoch der Begriff Hotend für die gesamte Baugruppe eingebürgert.

Das Filament wird von den Zahnrädern eines Extruder (Direct-Extruder oder Bowden-Extruder) in die obere Öffnung des Hotend – einen schlauchförmigen PTFE-Einsatz – geschoben.

Coldend

Das Coldend setzt sich aus einem Kühlkörper, Lüfter und einer Schnellkupplung zusammen.

Der Kühlkörpers beherbergt einen PTFE-Schlauch, auch als Teflon bekannt. Das Filament wird vom Extruder durch den PTFE-Schlauch in das Coldend geschoben. Die Schnellkupplung hat den Zweck, den biegsamen PTFE-Schlauch zu befestigen. Sollte der 3D-FDM-Drucker mit einem Direct-Extruder arbeiten, ist dieses Bauteil nicht vorhanden.

Das eigentliche Hotend entwickelt eine große Hitze, die natürlich nicht auf einen kleinen Punkt in der Baugruppe beschränkt ist. Sie dehnt sich bis nach oben aus, wo das Filament mithilfe des Extruder eingeführt wird. Damit nicht bereits an dieser Stelle das Filmamt erwärmt wird und den oberen Bereich verstopft, wird es mittels Kühlrippen und Lüfters gekühlt.

Heatbreak

Wie der Name es schon vermuten lässt, wird hier eine zusätzliche Hitze-Barriere geschaffen. Eine andere Bezeichnung ist Nozzle-Throat oder Zuführrohr. Dieses Zuführrohr wird bei hochwertigen Hotends aus Titan gefertigt, einem Metall mit geringer Wärmeleitfähigkeit und hoher Beständigkeit. Der Heatbreak kann einzeln als Ersatzteil gekauft werden.

Hotend

Der Hotend, das sogenannte „heiße Ende“ besteht im Wesentlichen aus den vier wichtigen Bauteilen:

• Heizblock
• Heizpatrone
• Thermistor
• Gewinde zur Aufnahme der Druckdüse (Nozzle)

Der Heizblock besteht aus Metall. Meist wird aus Kostengründen Aluminium verwendet, doch Heizblöcke aus Kupfer und Messing sind ebenfalls im Handel erhältlich. Der Heizblock ummantelt Heizpatrone und Druckerdüse. Dadurch wird eine bessere Wärmeverteilung und eine größere Schmelzzone erreicht. Wer mit seinem Heizblock nicht zufrieden ist, kann sich einen anderen kaufen und verbauen.

Die Heizpatrone, auch Heizelement oder Heizspirale genannt, ist das eigentliche Kraftwerk des Hotend. Hier wird das Filament soweit geschmolzen, dass es über die Druckdüse auf das Druckbett aufgebracht werden kann. Auch die Heizpatrone kann gegen eine andere ausgetauscht werden.

Der Thermistor – ein elektrischer Widerstand, dessen Wert sich mit der Temperatur ändert – kontrolliert die im Hotend erzeugt Wärme und steuert gemäß den Vorgaben aus der Slicer-Software die Heizpatrone.

Am Ende des Aufbaus befindet sich im Heizblock ein Gewinde für die Aufnahme der Druckerdüse.

Alle Bauteile des Hotend sind einzeln zu ersetzen um das Hotend weitestgehend zu optimieren.

Tipps zum Thema „Hotend„

Wenn ein Kauf ansteht, lohnt es sich über eine Website zum Thema „Tests & Kaufberatung“ erste Tipps zu suchen und gefundene Informationen auszuwerten. Es gibt teure und billige Anbieter. „Günstig“ ist aber meist in Verbindung mit „preiswert“ zu bewerten.

Bevor in Foren nach Lösungen zu Problemen gesucht wird, sollten auftretende erkannte Fehler untersucht werden, um Rückschlüsse auf Fehlerquellen zu finden. Oft wird nur eine Kleinigkeit übersehen oder versehentlich etwas verstellt, gelöscht.

Letzte Änderung am 1. Januar 2024