Kennen Sie das Gefühl? Sie haben Stunden in die Vorbereitung eines 3D-Drucks investiert, der Slicer hat seine Arbeit getan, und Ihr 3D-Drucker beginnt fleißig zu extrudieren. Doch schon nach den ersten Schichten sehen Sie es: Irgendetwas stimmt nicht. Die Linien sind zu dick, es gibt unschöne Wülste, die Oberflächen wirken rau und die Maße stimmen einfach nicht. Ihr Extruder fährt zu weit – ein klassisches Zeichen für eine Überextrusion. Dieses Phänomen ist eine der häufigsten Ursachen für fehlerhafte Druckergebnisse und kann selbst erfahrene 3D-Druck-Enthusiasten zur Verzweiflung treiben. Aber keine Sorge, Sie sind nicht allein, und vor allem: Es gibt eine Lösung!
In diesem umfassenden Leitfaden werden wir die Ursachen für die Überextrusion detailliert beleuchten und Ihnen eine Schritt-für-Schritt-Anleitung an die Hand geben, wie Sie Ihren Extruder richtig kalibrieren und die Druckqualität verbessern können. Machen wir uns gemeinsam auf die Suche nach der perfekten Extrusion!
Die Symptome erkennen – Was bedeutet „mein Extruder fährt zu weit”?
Bevor wir uns der Fehlerbehebung widmen, ist es wichtig, die Anzeichen einer Überextrusion klar zu erkennen. Wenn Ihr 3D-Drucker Extruder zu viel Filament fördert, äußert sich das in der Regel wie folgt:
- Unschöne Nähte und Wülste: Besonders an den äußeren Wänden des Drucks und an Ecken bilden sich oft sichtbare Materialansammlungen.
- Übergroße Maße: Bauteile sind in der Regel größer als im CAD-Modell vorgesehen, was zu Passungenauigkeiten führt.
- Ausgefranste oder unscharfe Kanten: Details und feine Merkmale können durch überschüssiges Material „verschwimmen”.
- „Blobbing” und Stringing: Trotz korrekter Retraction-Einstellungen können sich kleine Materialklumpen (Blobs) oder feine Fäden (Stringing) bilden, da einfach zu viel Material vorhanden ist, das sich nicht schnell genug zurückziehen lässt.
- Verstopfungen (im fortgeschrittenen Stadium): Wenn die Überextrusion extrem ist, kann sich das überschüssige Material im Hotend oder an der Düse ansammeln und zu teilweisen oder vollständigen Verstopfungen führen.
- Schlechte Oberflächenqualität: Die Oberflächen sehen oft rau, ungleichmäßig und unsauber aus.
- Probleme bei den ersten Schichten: Die erste Schicht kann zu stark auf das Druckbett gepresst werden, was zu „Elefantenfüßen” führt oder die Düse am Bett „kratzen” lässt.
Wenn Sie eines oder mehrere dieser Symptome bei Ihren Drucken feststellen, dann sind Sie hier genau richtig!
Die Wurzel des Problems – Warum fährt der Extruder zu weit?
Die Ursachen dafür, dass Ihr 3D-Drucker Extruder zu weit fördert, sind vielfältig, lassen sich aber in der Regel in einige Hauptkategorien einteilen. Wir werden jede einzelne detailliert untersuchen.
1. Falsche E-Steps (Extruder Steps per mm)
Dies ist der häufigste und grundlegendste Fehler. Die E-Steps, oder Extruder Steps per Millimeter, definieren, wie viele Schritte der Extruder-Motor ausführen muss, um genau einen Millimeter Filament durchzuschieben. Ist dieser Wert zu hoch eingestellt, denkt Ihr Drucker, er fördert beispielsweise 100 mm, obwohl er tatsächlich 110 mm Filament durchschiebt. Das Ergebnis ist eine direkte Überextrusion.
Wie E-Steps kalibrieren?
- Heizen Sie das Hotend vor: Erhitzen Sie das Hotend auf die normale Drucktemperatur des verwendeten Filaments (z.B. 200°C für PLA). Dies stellt sicher, dass das Filament ungehindert fließen kann, auch wenn Sie nicht aktiv drucken. Bei manchen Druckern müssen Sie einen Befehl wie M302 an den Drucker senden, um das Extrudieren bei kalter Düse zu ermöglichen, aber es ist immer sicherer, mit heißer Düse zu kalibrieren.
- Filament markieren: Messen Sie mit einem Lineal oder Messschieber 120 mm vom Eingang des Extruders (wo das Filament hineingeführt wird) und machen Sie eine deutliche Markierung auf dem Filament.
- 100 mm extrudieren: Senden Sie einen Befehl an Ihren Drucker, um 100 mm Filament zu extrudieren. Dies geschieht typischerweise über eine Terminalsoftware (wie Pronterface, Octoprint oder direkt über das Display Ihres Druckers, falls vorhanden). Der Befehl lautet meistens
G1 E100 F100(E100 bedeutet 100mm Extrusion, F100 bedeutet eine Extrusionsgeschwindigkeit von 100 mm/min – Sie können die Geschwindigkeit anpassen, aber nicht zu schnell, um Rutschen zu vermeiden). - Messen und berechnen: Nachdem der Drucker die Extrusion beendet hat, messen Sie den Abstand von der Extrudereingangskante zu Ihrer Markierung.
- Wenn Ihre Markierung jetzt 10 mm vom Extruder entfernt ist, bedeutet das, dass 110 mm extrudiert wurden (120 mm – 10 mm = 110 mm).
- Die Formel zur Berechnung der neuen E-Steps lautet:
(Aktuelle E-Steps * Erwartete Extrusion) / Tatsächliche Extrusion = Neue E-Steps. - Beispiel: Wenn Ihre aktuellen E-Steps 93 sind und Sie feststellen, dass 110 mm extrudiert wurden, dann:
(93 * 100) / 110 = 84.54. Ihre neuen E-Steps wären also 84.54.
- Neue E-Steps speichern: Senden Sie den Befehl
M92 E[neuer Wert]an Ihren Drucker (z.B.M92 E84.54). Um diesen Wert dauerhaft zu speichern, senden Sie anschließendM500. Überprüfen Sie mitM503, ob der Wert korrekt übernommen wurde.
Die E-Steps Kalibrierung ist der wichtigste Schritt und sollte vor allen anderen Anpassungen erfolgen.
2. Falscher Flow Rate (Flussrate) im Slicer
Auch nachdem die E-Steps perfekt kalibriert sind, kann es sein, dass die extrudierte Materialmenge noch nicht ideal ist. Hier kommt der Flow Rate ins Spiel. Dieser Wert (oft als „Extrusion Multiplier” bezeichnet) ist ein Prozentsatz, der in Ihrem Slicer (z.B. Cura, PrusaSlicer, Simplify3D) eingestellt wird. Er erlaubt Ihnen, die vom Drucker extrudierte Menge feinzujustieren, typischerweise um einige Prozentpunkte nach oben oder unten. Er ist nützlich, um auf leichte Abweichungen im Filamentdurchmesser oder individuelle Hotend-Charakteristika zu reagieren.
Wie Flow Rate kalibrieren?
Die Kalibrierung des Flow Rate erfolgt am besten durch den Druck eines speziellen Testobjekts:
- Vorbereitung: Drucken Sie einen einwandigen Würfel (z.B. 20x20x20 mm, ohne Infill, ohne Top-/Bottom-Schichten). Stellen Sie in Ihrem Slicer die Linienbreite (Line Width) auf einen Wert ein, der Ihrer Düsendurchmesser entspricht (z.B. 0.4 mm für eine 0.4 mm Düse).
- Drucken und messen: Drucken Sie den Würfel. Messen Sie nach dem Druck mit einem Messschieber die Dicke der Seitenwand an mehreren Stellen und bilden Sie den Durchschnitt.
- Berechnen:
- Formel:
(Erwartete Wandstärke / Tatsächliche Wandstärke) * Aktueller Flow % = Neuer Flow %. - Beispiel: Wenn Ihre Düse 0.4 mm ist und Sie 0.48 mm gemessen haben, und Ihr aktueller Flow Rate 100% beträgt:
(0.4 / 0.48) * 100 = 83.33%.
- Formel:
- Im Slicer anpassen: Passen Sie den Flow Rate in den Material- oder Druckeinstellungen Ihres Slicers entsprechend an. Beginnen Sie in der Regel mit 100% und justieren Sie von dort aus.
Wiederholen Sie den Testdruck und die Messung, bis die Wandstärke exakt Ihrer eingestellten Linienbreite entspricht. Beachten Sie, dass der Flow Rate für jedes Filament und jeden Düsendurchmesser neu kalibriert werden sollte.
3. Falscher Filamentdurchmesser
Obwohl die meisten Filamente als 1.75 mm oder 2.85 mm verkauft werden, können die tatsächlichen Durchmesser leicht variieren (z.B. 1.73 mm oder 1.80 mm). Wenn Ihr Slicer einen Wert annimmt, der kleiner ist als der tatsächliche Filamentdurchmesser, wird er zu viel Filament extrudieren, um das gewünschte Volumen zu erreichen. Ist der Wert größer, extrudiert er zu wenig.
Wie Filamentdurchmesser überprüfen?
Messen Sie den Durchmesser Ihres Filaments mit einem digitalen Messschieber an mehreren Punkten entlang der Spule. Bilden Sie den Durchschnitt und tragen Sie diesen Wert in den Materialeinstellungen Ihres Slicers ein. Dies ist oft eine kleine, aber wichtige Anpassung, um die Druckqualität zu verbessern.
4. Mechanische Probleme am Extruder
Manchmal liegt das Problem nicht in den Zahlen, sondern in der Hardware selbst:
- Verschlissener oder verstopfter Extruder: Das gezackte Zahnrad (Hob Gear), das das Filament greift und fördert, kann verschmutzt sein oder sich abgenutzt haben. Staub, Filamentreste oder Abrieb können die Zähne füllen und den Grip reduzieren, was zu ungleichmäßiger Förderung führt.
- Lösung: Reinigen Sie das Hob Gear gründlich mit einer Bürste. Prüfen Sie, ob die Zähne scharf und intakt sind.
- Falsche Extruder-Spannung: Die Feder, die den Andruck auf das Filament erzeugt, kann zu locker oder zu fest eingestellt sein.
- Zu locker: Das Filament rutscht durch und wird ungleichmäßig gefördert (führt eher zu Unterextrusion, kann aber auch zu unkontrollierter Extrusion führen, wenn es „springt”).
- Zu fest: Das Filament wird zu stark gequetscht oder sogar abgeschliffen, was zu Materialansammlungen und ungleichmäßiger Förderung führt.
- Lösung: Stellen Sie die Spannung so ein, dass das Filament sicher gegriffen wird, aber nicht gequetscht wird. Sie sollten in der Lage sein, das Filament von Hand durchzuziehen, aber mit spürbarem Widerstand.
5. Teilweise verstopfte Düse (Nozzle)
Eine teilweise verstopfte Düse kann ebenfalls dazu führen, dass Ihr Extruder zu viel Filament fördert – paradoxerweise. Wenn der Druck im Hotend nicht vollständig abgebaut werden kann, weil die Düse nicht frei ist, kann das System versuchen, mit mehr Kraft zu extrudieren, was zu unkontrollierter oder übermäßiger Materialabgabe führt, sobald der Widerstand kurzzeitig nachlässt oder das Material sich durchdrängt.
Wie Düse überprüfen und reinigen?
Führen Sie einen „Cold Pull” durch, um Ablagerungen zu entfernen, oder verwenden Sie eine feine Nadel, um die Düse zu reinigen. Im Zweifelsfall kann der Austausch der Düse eine schnelle Lösung sein, um sicherzustellen, dass keine Extruderprobleme von dort herrühren.
6. Slicer-Einstellungen (Weitere)
Manche Slicer-Einstellungen können indirekt zur Überextrusion beitragen:
- Line Width (Linienbreite): Wenn die eingestellte Linienbreite deutlich größer ist als Ihr Düsendurchmesser, und Sie den Flow Rate nicht entsprechend angepasst haben, kann dies zu einer übermäßigen Materialausgabe führen.
- Layer Height (Schichthöhe): Obwohl selten eine direkte Ursache, kann eine zu hohe Schichthöhe bei bestimmten Düsendurchmessern zu unsauberen Ergebnissen führen, die einer Überextrusion ähneln.
- Temperatur: Eine zu hohe Drucktemperatur kann das Filament zu flüssig machen, sodass es leichter aus der Düse fließt, als das System beabsichtigt. Dies kann den Effekt einer Überextrusion verstärken. Experimentieren Sie mit der Drucktemperatur (z.B. 5-10°C geringer), wenn Sie alle anderen Schritte ausgeschlossen haben.
Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Fehlerbehebung „Extruder fährt zu weit”
Um systematisch vorzugehen und die Druckqualität zu verbessern, empfehle ich folgende Reihenfolge:
- Schritt 1: E-Steps kalibrieren (PRIORITÄT 1). Dies ist die Grundlage für alle weiteren Einstellungen. Stellen Sie sicher, dass Ihr Drucker weiß, wie viel Filament er tatsächlich fördert.
- Schritt 2: Filamentdurchmesser überprüfen. Messen Sie Ihr Filament und tragen Sie den korrekten Wert in Ihrem Slicer ein.
- Schritt 3: Mechanik des Extruders prüfen. Reinigen Sie das Hob Gear und stellen Sie die Extruder-Spannung korrekt ein.
- Schritt 4: Düse überprüfen und reinigen. Eine freie Düse ist essenziell für einen gleichmäßigen Materialfluss.
- Schritt 5: Flow Rate im Slicer einstellen (PRIORITÄT 2). Nachdem die E-Steps korrekt sind und die Mechanik stimmt, passen Sie den Flow Rate an, um die finale Feinabstimmung vorzunehmen.
- Schritt 6: Weitere Slicer-Einstellungen optimieren. Überprüfen Sie Linienbreite und eventuell die Temperatur.
- Schritt 7: Testdrucke durchführen. Drucken Sie kleine Testwürfel oder Kalibrierungsmodelle, um die Auswirkungen Ihrer Änderungen zu überprüfen.
Prävention und Wartung – Damit es gar nicht erst so weit kommt
Einige gute Gewohnheiten können Ihnen helfen, zukünftige Extruderprobleme zu vermeiden:
- Regelmäßige Kalibrierung: Überprüfen Sie Ihre E-Steps und den Flow Rate, besonders wenn Sie neues Filament verwenden oder größere Änderungen an Ihrem Drucker vorgenommen haben.
- Filament trocken lagern: Feuchtes Filament kann zu ungleichmäßiger Extrusion und schlechter Druckqualität führen.
- Extruder reinigen: Entfernen Sie regelmäßig Staub und Filamentreste vom Hob Gear und dem Extruderbereich.
- Qualitätsfilament verwenden: Günstiges Filament kann starke Durchmesserabweichungen aufweisen, was die Kalibrierung erschwert.
- Software und Firmware aktuell halten: Manchmal können Updates Verbesserungen in der Extrusionskontrolle bringen.
Fazit
Dass Ihr 3D-Drucker Extruder zu weit fördert, ist ein frustrierendes, aber glücklicherweise behebbares Problem. Durch eine systematische Herangehensweise, beginnend mit der Kalibrierung der E-Steps, über die Einstellung des Flow Rate und die Überprüfung mechanischer Komponenten bis hin zur Optimierung der Slicer-Einstellungen, können Sie die Überextrusion effektiv bekämpfen. Geduld und akribisches Vorgehen sind hierbei Ihre besten Verbündeten. Nehmen Sie sich die Zeit für diese Kalibrierungsschritte, und Sie werden mit deutlich verbesserten Druckergebnissen belohnt, die Ihre Druckqualität auf ein neues Niveau heben. Happy printing!