Hotends für 3D-Drucker

Was ist ein Hotend?

Das Hotend ist wohl das wichtigste Bauteil des 3D-Druckers. Hier wird das Filament geschmolzen und über die Düse auf das Druckbett gedruckt. Der Begriff Hotend kommt nicht von ungefähr, denn das Hotend arbeitet in der Regel mit Temperaturen von 190-260°C. All Metal Hotends erreichen sogar Temperaturen jenseits von 300°C.

Aufbau des Hotends

 Querschnitt eines Hotends - Infografik von Sercan Kahraman, CC-BY-SA; Bildquelle: threedom.de

Grundlegend besteht das Hotend aus 2 Teilen; Der obere Teil, dem sogenannten Coldend und dem Hotend am unteren Ende, wo das Filament geschmolzen wird. Umgangssprachlich hat sich jedoch der Begriff Hotend für das gesamte Bauteil durchgesetzt.

Coldend

Das Coldend besteht aus dem Kühlkörper, dem Lüfter und einer Schnellkupplung. Im Inneren des Kühlkörpers befindet sich ein PFTE-Schlauch aus Teflon. Das FIlament wird durch den PTFE-Schlauch in das obere Ende des Coldends eingeführt. Die Kupplung dient zur Befestigung des PTFE-Schlauchs und entfällt bei direkten Extrudern.
Durch die Kühlrippen wird das Filament unter Hilfe eines Lüfters gekühlt, daher rührt auch der Name Coldend. Diese Kühlung ist notwendig, um zu verhindern, dass das Filament bereits hier durch die große Wärmeabstrahlung des Hotends geschmolzen wird und das Filament im Coldend verstopft.

Heatbreak

Als Übergang zwischen beiden Teilen dient der Heatbreak, auch Throat genannt. Der Heatbreak besteht bei hochwertigen Hotends aus Titan, da dieses Material Wärme nur sehr schlecht leitet. Der Heatbreak bildet somit eine Barriere zwischen Hotend und Coldend und verhindern so ebenfalls das vorzeitige schmelzen des Filaments.

Hotend

Der heiße Teil vom Hotend besteht aus dem Heizblock welcher dazu dient die Wärme gleichmäßig an die Düse (Nozzle) bzw Schmelzzone abzugeben. Außerdem enthält er einen Thermistor zur Überwachung der Temperatur, die Heizpatrone als Heizelement und ein Gewinde um die Düse zu befestigen.

Ausführungen von Hotends

Allerdings gibt es auch andere Ausführungen von Hotends. Die Gängigste ist die bereits erwähnte mit PTFE-Schlauch. Eine Weitere die All Metal Variante. Diese ist, wie der Name bereits sagt, komplett aus Metall (Edelstahl). Im Inneren des Hotends befindet sich jedoch kein PTFE-Schlauch. Die All Metal Variante erlaubt das Drucken mit Temperaturen von über 300°C im Gegensatz zu den maximal 260°C bei einem Modell mit PTFE-Schlauch.
Hauptargument für den Kauf eines All Metal Hotends ist die Möglichkeit, durch die höhere Temperatur, eine größere Anzahl an Filamenten wie Nylon- oder PP-Filament. Ein weiterer Vorteil eines All Metal Hotends ist der geringere Wartungsaufwand und weniger Verschleißteile. Ein PTFE-Schlauch verkohlt nach einer gewissen Zeit und muss dann gewechselt werden.
Beim Druck mit PLA-Filament kann ein ALl Metal Hotend jedoch schneller verstopfen. Je besser das All Metal Hotend verarbeitet und montiert ist, desto weniger tritt dieses Problem auf. Die Hitzeableitung lässt sich auch durch Auftragen von Wärmeleitpaste auf den Gewinden verbessern.

Die letzte Ausführung ist ein Highend All Metal Hotend aus Titan oder Kupfer. Hiermit lassen sich Filamente mit über 500°C drucken. Diese Hotends finden hauptsächlich in der Industrie Gebrauch und werden zum Drucken von Filamenten wie Peel, PP, Iglidur und PEI Ultem verwendet.

FAQ Hotend

- Was ist das Hotend beim 3D-Drucker?

Das Hotend ist das Kernstück eines 3D-Druckers. Bei diesem Bauteil wird das feste Material (Filament) geschmolzen und durch die Düse auf das Druckbett gedruckt.

- Welches Hotend für PLA?

In der Praxis hat sich das E3D V6 Full Kit 1.75mm Universal Bowden bewährt. Generell neigt ein All Metal Hotend zu Verstopfungen beim Einsatz von PLA, jedoch hat E3D dieses nahezu und diesen Nachteil ausgemerzt. Durch die höhere Temperatur können mit diesem Hotend sehr hohe Druckgeschwindigkeiten erreicht werden.
Eine günstige Alternative dazu ist das Long-Distance J-Head V6 Hotend 0.4 / 1.75mm. Mit diesem Hotend werden ebenfalls sehr gute Ergebnisse beim Einsatz von PLA erzielt.

- Was ist ein Full Metal Hotend?

Als "Full Metal Hotends" oder "All Metal Hotends" bezeichnet man Hotends welche komplett aus Metall bestehen und keinen PTFE-Schlauch im Inneren des Hotends enthalten.