Der ultimative Leitfaden zu Qualitätsproblemen bei 3D-Druckerfilamenten

Viele Druckprobleme, die auf die Hardware zurückgeführt werden, werden tatsächlich durch das Filament verursachtKleine Abweichungen im Kunststoff, vom Durchmesser bis zum Feuchtigkeitsgehalt, können Probleme wie Verstopfungen oder schwache Schichten verursachen, die wie Maschinenausfälle aussehen. Das macht es frustrierend, diese Variable zu identifizieren. Zu wissen, wie man eine minderwertige Spule erkennt, ist eine wichtige Fähigkeit zur Fehlersuche. Dieser Leitfaden ist ein übersichtlicher Katalog häufiger Filamentfehler, der Ihnen hilft, die Anzeichen für schlechtes Material schnell zu erkennen und die spezifischen Druckfehler zu verstehen, die es verursachen kann.

Problem 1: Inkonsistenter Filamentdurchmesser

Die Dicke des Filaments ist nicht gleichmäßig. Statt konstanter 1,75 mm oder 2,85 mm weist der Strang zufällig dicke und dünne Stellen auf. Hochwertiges Filament sollte eine Durchmessertoleranz von ±0,03 mm haben. Filamente von schlechter Qualität können um ±0,05 mm oder mehr variieren.

So identifizieren Sie es

Verwenden Sie einen digitalen MessschieberMessen Sie das Filament an mehreren Punkten entlang einiger Meter der Spule. Wenn die Messwerte um mehr als ±0,03 mm schwanken, liegt ein inkonsistenter Durchmesser vor.

Druckprobleme, die dadurch verursacht werden

Dein Slicer-Software berechnet, wie viel Kunststoff basierend auf einem konstanten Filamentdurchmesser extrudiert werden muss. Wenn der tatsächliche Durchmesser variiert, führt dies zu bestimmten Fehlern.

• Dicke Stellen: Ein zu dicker Abschnitt erzeugt zusätzliche Reibung im Filamentweg und kann stecken bleiben. Dies führt zu Unterextrusion (zu wenig Kunststoff wird extrudiert) oder kann zu einem vollständigen Düsenverstopfung.
• Dünne Stellen: Wenn das Filament zu dünn ist, drückt der Extruder weniger Kunststoff aus, als der Drucker erwartet. Dies führt zu Lücken zwischen den Schichten, Schwachstellen im Teil oder sogar zum vollständigen Fehlen von Schichten.

Sowohl dicke als auch dünne Stellen führen zu einer unzuverlässigen Extrusion, die einen Druck ruinieren kann. Eine schnelle Überprüfung mit Messschiebern an einer neuen Spule ist ein einfacher Schritt, der diese frustrierenden Fehler verhindern kann.

Problem 2: Feuchtigkeitskontamination (nasses Filament)

Viele Filamente sind „hygroskopisch“, Das bedeutet, dass sie auf natürliche Weise Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Wenn der Kunststoff zu viel Wasser aufnimmt, verschlechtert sich seine chemische Struktur. Dies ist ein sehr häufiges Problem bei Materialien wie PETG, Nylon und TPU, obwohl sogar PLA kann beeinträchtigt werden, wenn es in einer feuchten Umgebung gelassen wird.

Anzeichen für nasses Filament

Ein nasses Filament können Sie während eines Druckvorgangs oft mit Ihren Augen und Ohren erkennen.

• Klang: Achten Sie auf deutliche Knall-, Zisch- oder Knistergeräusche, wenn das Filament aus der heißen Düse austritt. Dies ist das Geräusch von Wasser, das zu Dampf wird.
• Sicht: Achten Sie genau auf kleine Dampf- oder Rauchwolken an der Düsenspitze.
• Fühlen: Der Filamentstrang selbst kann sich ungewöhnlich spröde anfühlen und beim Biegen ohne große Anstrengung brechen.

Wie es Ihre Drucke ruiniert

Wenn das Hotend das Filament erhitzt, verdampft das eingeschlossene Wasser heftig, was den Druckprozess zerstört. Dieser Prozess erzeugt eine raue, unscharfe oder narbige Oberfläche und verursacht übermäßiges Bespannen. Noch wichtiger ist, dass der Dampf die ordnungsgemäße Verbindung der geschmolzenen Kunststoffschichten verhindert, wodurch das Teil stark geschwächt wird und leicht brechen kann. Die Rückstände des gekochten Kunststoffs können auch zu hartnäckigen Düsenverstopfungen beitragen.

Problem 3: Schlechte Wicklung (Verwicklungen und Knoten)

Ein Filament-Tangle ist ein Knoten auf der Spule, der physisch verhindert, dass das Filament in den Drucker eingezogen wird.Dabei handelt es sich fast immer um einen Herstellungsfehler ab Werk, bei dem ein Strang fälschlicherweise unter einen anderen gewickelt wird.Ein Benutzer kann jedoch auch ein Verheddern verursachen, indem er das lose Ende des Filaments loslässt, wodurch es zurückspringen und unter eine andere Spule geraten kann.

So erkennen Sie ein Gewirr

Führen Sie eine Sichtprüfung des Löffels durchl. Das Filament sollte in sauberen, parallelen Linien gewickelt sein. Wenn sich Stränge überkreuzen oder tief in die Spule eintauchen, liegt wahrscheinlich ein Verheddern vor. Ein sicheres Anzeichen dafür ist, dass sich das Filament während des Druckvorgangs verklemmt und seine Bewegung vollständig stoppt.

Wie es zu Druckfehlern kommt

Ein Verheddern führt zu einem plötzlichen und vollständigen Druckfehler. Der Knoten zieht sich zusammen, bis der Extruder das Filament nicht mehr ziehen kann, abrupt Stoppen der Extrusion. Sie hören oft ein Klicken des Extrudermotors, wenn er versucht zu ziehen, oder Sie sehen, wie das Antriebszahnrad ein Stück aus dem Filament schleift. Der Drucker setzt seine Bewegungen fort, ohne Kunststoff abzulegen. Dieser Fehler wird allgemein als „Luftdruck“ bezeichnet.

Problem 4: Sprödigkeit (Materialabbau)

Diese Art der Sprödigkeit tritt auf, wenn der Kunststoff selbst zersetzt ist. Dies unterscheidet sich von der durch Feuchtigkeit verursachten Sprödigkeit. Die häufigsten Ursachen sind Alter, langfristige Sonneneinstrahlung (UV-Licht) oder ein mangelhafter Herstellungsprozess mit der Verwendung minderwertiger Rohstoffe.

So testen Sie es

Die beste Methode zur Überprüfung ist ein einfacher „Schnapptest“. Nehmen Sie ein kurzes Stück Filament und biegen Sie es scharf zurück. Gutes Filament, wie PLA, sollte sich deutlich biegen, bevor es brichtWenn das Filament spröde ist, bricht es bei sehr geringer Biegung sofort, ähnlich wie ein trockener Zweig.

Druckprobleme, die dadurch verursacht werden

Sprödes Filament verursacht zwei Haupttypen von Fehlern:

• Filamentbruch während des Druckvorgangs: Das häufigste Problem ist, dass der Filamentstrang auf dem Weg zur Düse oder in einem Bowdenschlauch reißt. Dies führt sofort zum Druckfehler.
• Extrem zerbrechliche Teile: Selbst wenn das Filament erfolgreich gedruckt wird, bleibt das fertige Objekt spröde. Dies führt zu einem schwachen, nutzlosen Teil, das keiner Belastung standhält und leicht bricht.

Sobald das Filament so spröde wird, ist es oft unbrauchbar. Dies führt entweder dazu, dass ein Druckvorgang mitten im Prozess fehlschlägt oder ein wertloses, zerbrechliches Objekt entsteht.

Ausgabe 5: Verunreinigungen und Schadstoffe

Das Filament enthält unerwünschte Fremdpartikel wie Staub, Schmutz oder Partikel anderer Kunststoffe. Dieses Problem tritt am häufigsten bei sehr billigen oder minderwertigen recycelten Filamenten auf, bei denen das Rohmaterial nicht sauber war.

So identifizieren Sie es

Verunreinigungen sind in der Regel mikroskopisch klein und nicht sichtbar, was sie zu einem der am schwierigsten zu diagnostizierenden Defekte macht. Die beste Methode ist die AusschlussdiagnoseWenn eine bestimmte Filamentspule wiederholt unerklärliche Düsenverstopfungen verursacht und das Problem verschwindet, wenn Sie zu einer anderen, zuverlässigen Spule wechseln, ist das ursprüngliche Filament mit ziemlicher Sicherheit verunreinigt.

Druckprobleme, die dadurch verursacht werden

Dieser Defekt führt zu schwerwiegenden Verstopfungsproblemen mit diesen spezifischen Merkmalen:

• Häufige, zufällige Verstopfungen: Das Hauptsymptom ist eine Düsenverstopfung, die unvorhersehbar auftritt und den Druck stoppt. Bei einer verunreinigten Spule kann dies mehrmals passieren.
• Harte Blockaden: Die Verstopfung wird durch ein festes Partikel verursacht, das bei der aktuellen Drucktemperatur nicht schmelzen kann. Dadurch entsteht eine physische Blockade, die den gesamten Filamentfluss stoppt.
• Schwierig zu diagnostizieren: Da es keine anderen sichtbaren Anzeichen für ein Problem mit dem Filament gibt, scheinen diese Verstopfungen ohne Grund aufzutreten, was die Fehlerbehebung äußerst frustrierend macht.

Dieser Defekt ist eine Hauptursache für schwer zu diagnostizierende Verstopfungen und verdeutlicht das Risiko der Verwendung minderwertigen Filaments. Eine verunreinigte Spule ist oft unbrauchbar.

Problem 6: Inkonsistente Farbe oder Zusatzstoffe

Die Mischung aus Grundkunststoff, Farbstoffen und speziellen Zusätzen (wie Kohlefasern oder Holzpartikeln) ist nicht einheitlich. Diese schlechte Mischung im Werk führt dazu, dass verschiedene Teile der Filamentspule eine leicht unterschiedliche Zusammensetzung haben.

So identifizieren Sie es

Normalerweise können Sie den Beweis auf einem fertigen Ausdruck sehen. Achten Sie auf sichtbare Streifen, auffällige Bänder unterschiedlicher Farbe oder Veränderungen in der Oberflächenbeschaffenheit, beispielsweise dass ein Teil an manchen Stellen glänzend und an anderen matt ist.

Druckprobleme, die dadurch verursacht werden

Ein schlecht gemischtes Filament verursacht sowohl kosmetische als auch Leistungsprobleme:

• Optische Mängel: Das offensichtlichste Ergebnis ist ein inkonsistentes Erscheinungsbild. Das gedruckte Teil kann unschöne Farbstreifen oder Flecken mit unterschiedlicher Textur aufweisen, die das gewünschte Aussehen ruinieren.
• Inkonsistente Extrusion: Verschiedene Additive und sogar einige Farbpigmente können die erforderliche Drucktemperatur verändern. Wenn ein Filamentabschnitt eine höhere Konzentration eines Additivs aufweist, benötigt er möglicherweise mehr Wärme, um richtig zu fließen. Dies kann zu Unterextrusion führen, wenn die Temperatur für den Rest der Spule eingestellt ist.

Dieser Defekt ist ein deutlicher Hinweis auf eine mangelhafte Qualitätskontrolle seitens des Herstellers. Er erschwert einen perfekten Druck, da sich die idealen Einstellungen mit zunehmender Spulennutzung ändern können.

Problem 7: Ovalität (nicht kreisförmiges Filament)

Der Filamentstrang ist nicht perfekt rund, sondern weist im Querschnitt eine leicht ovale oder eiförmige Form auf. Dabei handelt es sich um einen subtilen Herstellungsfehler, der während des Abkühl- oder Extrusionsprozesses im Werk auftritt.

So identifizieren Sie es

Sie benötigen digitale Messschieber, um Ovalität zu erkennen. Messen Sie den Durchmesser des Filaments, drehen Sie den Messschieber dann an genau derselben Stelle um 90 Grad und messen Sie erneut. Ein konsistenter und signifikanter Unterschied zwischen den beiden Zahlen (e.g., 1,75 mm auf der breiten Seite und 1,68 mm auf der schmalen Seite) zeigt an, dass das Filament oval ist.

Druckprobleme, die dadurch verursacht werden

Dieser Defekt führt zu einer subtilen, aber anhaltenden Inkonsistenz bei der ExtrusionWährend das ovale Filament in den Extruder eingezogen und gedreht wird, ändert sich die Menge des in die Düse eingebrachten Kunststoffs ständig – an den breiten Seiten etwas mehr und an den schmalen Seiten etwas weniger. Diese „pulsierende“ Durchflussrate kann auf den flachen, vertikalen Oberflächen eines Drucks ein sichtbares und regelmäßiges Wellenmuster oder eine Textur erzeugen.

Halten Sie Ihr Filament auf einem höheren Niveau!

Bevor Sie Ihren Drucker auseinandernehmen, um einen fehlgeschlagenen Druck zu diagnostizieren, sollten Sie kurz das Material berücksichtigen. Das Filament selbst ist eine häufige, aber oft übersehene Ursache für Druckprobleme. Der effektivste Diagnoseschritt besteht darin, den Druck einfach mit einer anderen, zuverlässigen Spule zu wiederholen. So lässt sich schnell feststellen, ob das Material die wahre Fehlerursache ist, und Sie sparen sich stundenlange, unnötige Reparaturen. Natürlich ist auch die Leistung des Druckers entscheidend. Ein hochwertiger 3D-Drucker kann besser mit verschiedenen Verbrauchsmaterialien kompatibel sein und die Wahrscheinlichkeit von Druckfehlern an der Quelle verringern.