Used-deposition modeling (FDM) 3D-printers gebruiken directe of Bowden-extruderopstellingen. En hoewel het basisprincipe hetzelfde is – het gebruik van een extruder om filament door een verwarmd mondstuk te duwen – zit het verschil in waar die extruder zit.
Bij een direct extrusiesysteem wordt de extruder op de printkop gemonteerd en duwt het filament direct in het hete uiteinde. Het Bowden-systeem heeft meestal de extruder op het frame van de printer gemonteerd. Als zodanig gaat het filament door een PTFE-buis om de printkop te bereiken.
Beide opstellingen hebben hetzelfde resultaat, maar er zijn enkele consequenties van de verschillende ontwerpen. Laten we de voor- en nadelen van deze twee opties eens bekijken!
Direct Extrusion System
Bij een directe extrusie-opstelling duwt de extruder het filament rechtstreeks in het mondstuk. Deze methode is om vele redenen nuttig, maar heeft ook enkele nadelen. Laten we kijken.
Voordelen
- Betrouwbare extrusie: aangezien een directe extruder op de printkop is gemonteerd, kan de motor het filament gemakkelijk door het mondstuk duwen, wat resulteert in minder extrusiegerelateerde problemen.
- Betere terugtrekking: Omdat de extruder zich dicht bij het mondstuk bevindt, kan hij het filament gemakkelijker terugtrekken. Minder krachtige motor: Door de korte afstand tussen de extruder en het mondstuk is er minder koppel van de motor nodig om het filament te duwen.
- Breder assortiment filamenten: hoewel het nu minder relevant is zoals in de vroege RepRap-dagen, wordt een directe extruder over het algemeen beschouwd als meer compatibel met een breder scala aan filamenten. Dit is vooral het geval bij flexibele en schurende materialen.
Nadelen
- Trillingen: Met de extruder op de printkop gemonteerd, komt er natuurlijk gewicht bij. Dit extra gewicht voegt snelheidsbeperkingen toe, waardoor meer wiebelen en mogelijk een verlies aan nauwkeurigheid in X- en Y-bewegingen ontstaat.
- Omslachtig onderhoud: in sommige opstellingen met directe extrusie kan de extruder die op de printkop is gemonteerd, de toegang tot bepaalde onderdelen voor onderhoud bemoeilijken.
Bowden Systeem
In tegenstelling tot een directe extrusie-opstelling, wordt in een Bowden-systeem de extruder op het frame van de printer gemonteerd. Het duwt en trekt filament door een lange PTFE-buis (een Bowden-buis genoemd) en in het hete uiteinde. Uiteraard heeft dit systeem ook voor- en nadelen.
Voordelen
- Schonere bewegingen: aangezien in een Bowden-opstelling de extruder op het frame van de printer is gemonteerd in plaats van op de printkop, rust er veel minder gewicht op de wagen. Minder gewicht betekent snellere, stillere en hogere kwaliteit afdrukken.
- Groter bouwvolume: hoewel dit niet altijd het geval is (afhankelijk van de constructie van een printer), kan een Bowden-opstelling een kleinere printkopwagen mogelijk maken, wat op zijn beurt een groter bouwvolume mogelijk maakt.
Nadelen
- Krachtigere motor: Omdat de extruder filament door een lange buis moet duwen en trekken, bestaat er een zekere wrijving tussen de twee. Deze wrijving vereist meer koppel om de gloeidraad adequaat te beheersen.
- Langzamere responstijd: Wrijving in de Bowden-buis vertaalt zich ook in een meer merkbare vertraging tussen extruder en mondstuk. Deze extruders hebben daarom een snellere acceleratie in extrusie en terugtrekking nodig om goed te kunnen deponeren en rijgen te voorkomen.
- Materiaalcomplicaties: Sommige flexibele en schurende filamenten kunnen gemakkelijk vastlopen of slijten in Bowden-buizen, vooral in oudere printermodellen.
