3D-Drucker Düsen Guide

Welche Düse brauch ich, was passt in meinem Drucker? Eine Übersicht und Hilfe zur Auswahl der passenden Düse für Euren 3D-Drucker.

Die schlechte Nachricht gleich mal vorneweg:

Eine DIN oder ISO Norm gibt es da leider nicht und so bringt da jeder Hersteller zunehmend seine eigenen Düsen oder leichte Varianten der Standarddüsen auf den Markt, gerne mal unter dem etablierten Namen oder gleich ganz ohne. Für mich ein unerträglicher Zustand und dann rege ich mich darüber auf, wenn ein Hersteller mit dem Druck von Carbon- und Glasfaser- verstärktem Filament wirbt, aber dann nur einfache Düsen aus Messing fertigt und keine Version aus Stahl – und die Standards passen nicht.

Wir sind also schon mitten im Thema. Die Düse muss nicht nur von der Abmessung zum Hotend passen, sie muss auch für das zu druckende Material geeignet sein.

Wonach werden also Düsen unterschieden. Was gibt es an Düsen. Wofür sind die einzelnen Düsen gut?

 

Düsen werden nach der geometrischen Form, dem Material und dem Durchmesser unterschieden.

V6 & Volcano

Es gibt 2 Formen, deren Bezeichnung wohl noch recht eindeutig zugeordnet ist. Das sind die Düsen für V6 und die lange Volcano von E3D (also explizit nach der E3D Spezifikation). Die kennt vermutlich jeder und viele verwenden diese auch in anderen Hotends. Aber schon bei diesen 2 Düsen gibt es unterschiedliche Kopfformen, was aber keinen Einfluss auf die Austauschbarkeit hat.

Vorsicht, unter der Bezeichnung Volcano gibt es auch eine Clone Düse mit minimal anderen Abmessungen. 

 

MK-10 Düsen

sind schon nicht mehr ganz so eindeutig. Die Standard MK-10 hat ein M7 Gewinde und ist mit 4 mm gebohrt, zu finden oft bei Flashforge und den Ablegern von Dremel und Co.

Aber schon bei Qidi wird es wieder schwammig, Qidi nutzt ganze drei als MK-10 bezeichnete Düse in 3 Varianten, für Hotends mit PTFE Inliner / Bowdenschlauch 4 mm bis in die Düse und eine auf 2 mm gebohrte Variante für die HighTemp / AllMetal Köpfe – einmal mit und einmal ohne Fase.

Flashforge nutzt auch eine MK-10 Variante, die hat allerdings 9 mm Gewindelänge, die Standard MK10 hat nur 4,5 mm (und dann einen Absatz)

 

MK-8 oder MK-9 oder MK-irgendwas?

Die Standard MK-8 ist sehr weit verbreitet, ist definiert als M6, mit 5 mm Gewindelänge, Gesamtlänge 13 mm und Schlüsselweite 6 mm … oder 7 mm. Oder die MK8 Fat mit Schlüsselweite 8mm.

Ihr merkt schon, es existieren eine Vielzahl von Varianten die alle als MK8 über einen Kamm geschert werden. Oder Hersteller wollen sich einen Marketingvorteil verschaffen, in dem sie ihre MK8 dann am Ende als MK9 oder MK-irgendwas bezeichnen, weil größere Nummer ist ja besser, oder etwa nicht?

MK Bezeichnungen werden auch bei Hotends/Feeder, ja den ganzen Extrudern herbeigezaubert, allerdings passt das lange nicht zusammen, so nennt Creality sein Hotend MK10 oder auch mal MK11 und verbaut eine MK8 Düse, nennt diese aber auch gerne mal MK9 und benutzt den ollen MK8 Plastefeeder. Klasse.

Schaut man also für Creality nach einer Düse, stehen wir vor einem Chaos von MK8 bis MK11 – beim Händler jedoch heißt die Düse MK-8 … Was ist nun richtig?

Ich kann da jetzt was hinschreiben und bekomme mit Sicherheit auf die Mütze. Darum verweise ich hier lieber auf die Düsen Übersichts-Seite von 3D-Jake. Dort wählt Ihr Euren Drucker und bekommt eine passende Düse angezeigt. Ob die dann MK-8 oder MK-9 heißen ist dann völlig egal, sie wird drucken.

PS, nutzloser Fakt als Randnotiz: MK-9 als Bezeichnung wurde von Makerbot & Wanhao schon mal für eine MK-8 Düse mit 3-mm-Bohrung genutzt, bevor Creality auf die Idee kam, MK-9 für seine MK-8 zu nutzen

 

Namenschaos bei „im Stil von“, Reprap, JHead, V5

Unterschiedliche Namen kreuz und quer für verschiedene und gleiche oder nahezu gleiche Düsen, wie z. B. V5, V6 oder einfach nur „E3D Stil“ bzw. „im Stil von XY“ genannt, oder eine zum Standard einfach nur um 0,5 mm verlängerte J-Head / RepRap Düse – wobei letztere wohl als Erste da war und als Standard existiert(e)?. Da wird es haarsträubend. Der Knüller sind dann Verkäufer, die einfach jedes Schlüsselwort in die Artikelbezeichnung reinschreiben, in der Hoffnung, mehr Stichwörter = mehr Umsatz.

 

Ja und dann kommen noch unzählige Eigenkreationen der Druckerhersteller.

Bezeichnungen findet man dafür eher selten. Orientierung bietet nur der Drucker selber. Eine Düse wie am Ender-7 ist vermutlich sogar sinnvoll und überfällig als Zwischending der beiden Düsen von E3D, aber Feingewinde wie bei den CR-10 Pro Druckern oder Geeetech … braucht die Welt nicht wirklich. Dumm nur, wenn man diesen Drucker besitzt und auf diese Düse angewiesen ist. Auch hier hilft wieder die Düsen Übersicht von 3D-Jake.

 

Die Unterschiede bei Düsen

 

2 mm oder 4-mm-Bohrung gewindeseitig

Die meisten Drucker haben einen PTFE-Bowden oder Inliner bis an den Beginn der Düse. Ab da beginnt dann ein 2 mm Kanal durch die Düse, der sich mehr oder weniger gleichmäßig bis zum Ausgangsloch weiter verjüngt. Andere Drucker führen den PTFE Liner noch ein Stück weiter in den Hals der Düse ein und sind dann auf der Gewindeseite erst mal mit 4 mm gebohrt.

Von Links:

• M7 4mm für Bowden bis in die Düse hinein,
• M7 2mm mit Fase (dazu gehört das passende Heatbreak hinten im Bild)
• M7 2mm glatt (AllMetal oder Bowden nur bis Düse)
• M6 2mm glatt Messing,
• M6 2mm mit hier ausgeprägter Fase

Ergänzung der Vollständigkeit halber: es gibt noch als Relikt die auf 3 mm gebohrten Düsen für 2,85/3,00 mm Filament, die lassen wir aber unter den Tisch fallen, diese Düsen werden im Hobbybereich eigentlich nicht mehr genutzt.

 

Düsenlänge bzw. Länge der Schmelzzone

Die Länge der Düse entspricht weitgehend der Länge der Schmelzzone. Kurze Düse und damit kurze Schmelzzone bedeutet geringe Menge an Kunststoff pro Zeiteinheit mm³/s. Die lange Volcano Düse ist also eher für große Mengen gedacht und daher hat sich E3D auch lange Zeit geweigert, diese Düse mit 0,4 mm Durchmesser zu bringen. 0,8 mm und größer ist hier normal. Ähnlich ist es beim Ender-7.

Der Grundgedanke ist: Hohe Druckgeschwindigkeit braucht hohen Durchfluß und damit eine lange Schmelzzone und die gibt’s erst mal mit einer langen Düse.

Ausnahme: Neuerdings versucht der schwedische Extruderhersteller B***tech basierend auf einem Patent von 3DSolex (Cepta AS, Norwegen) die kurze Schmelzzone beim MK-8 durch neue Form der Kanäle auszugleichen und setzt 3 ineinander übergehende Bohrungen. Wer das ausprobieren mag (CNC Kitchen hat es hier auf Youtube getestet), die Düsen gibt es als MK8 Düse bei 3DJake. Für Ultimaker 2 Nutzer als 3DSolex Matchless hier bei 3DJake bzw. für Ultimaker 3 und größer als Matchless Core hier (3DJake).

 

Qualitätsmerkmal Gestaltung des Düsenkanals bzw. innere Geometrie:
bei der original E3D Düse verjüngt sich der Filamentkanal konisch im 60° Winkel von anfänglich 2mm auf die Düsengröße

Bei Ultimaker als Beispiel variiert dieser Winkel bzw. die gesamte Innengeometrie in den PrintCore Druckköpfen je nach gewünschten Fließeigenschaften des geschmolzenen Filaments, zum Beispiel Standardfilament vs. PVA. Während bei billigen Chinadüsen als Negativbeispiel der Düsenkanal schon mal recht stumpf von 2 mm auf ein 0,4 mm Loch in der Düse trifft.

Äußere Geometrie
Die Unterschiede in der äußeren Geometrie des Kopfes sind hingegen weniger von Bedeutung. Hier wird mehr versucht, die Verschmutzung zu reduzieren, den Einfluss des Bauteillüfters zu kompensieren oder die Düse unter dem Silikonschutz, der Socke, zu verstecken. Unterschiedliche Schlüsselweiten sind die Folge.

Größe des Lochs
Der Durchmesser der Düsen, genauer gesagt des Lochs vorne in der Düse, hat wohl einen der größten Einflüsse auf den Druck. Kleiner Durchmesser für mehr Details, großer Durchmesser für schnellen Druck mit wenig Details. 0,4 mm ist dabei der Kompromiss aus beiden und hat sich als Standardgröße durchgesetzt.

Was die Linienbreite angeht, man hat da durchaus etwas mehr Spielraum, als die Größenangabe zunächst suggeriert, es sind Linienbreiten durchaus auch im Rahmen von 50 % – 200 % mehr oder minder gut druckbar. Inwieweit das noch sinnvoll oder schon bösen Düsenmissbrauch darstellt, das darf sich jeder selber überlegen und mit seinem Drucker austesten.

Nicht nur die sinnvoll nutzbare Linienbreite wird von dem Durchmesser beeinflusst, auch die Schichtdicke ist mit 1/4 bis 3/4 des Durchmessers vom Durchmesser der Düse abhängig.

Achtung, das Druckverhalten ändert sich deutlich je weiter wir uns vom quasi Standard 0,4 mm entfernen. Mit einer 0,25 mm oder einer 0,8 mm Düse müssen in der Regel Druckgeschwindigkeit, Retract & Temperaturen neu ausgetüftelt werden.

 

Letzter, aber nicht unwesentlicher Punkt ist das

Material der Düse

Standard Messing:
Das Standardmaterial ist eine Kupferlegierung. Also Messing oder Bronze. Der klare Vorteil ist die hervorragende Wärmeübertragung und der geringste Preis. Diese Düsen eignen sich für alle Standardfilamente wie PLA, PETG, TPU, ABS, ASA. Filamente, bei denen Partikel zugesetzt wurden, muss man genauer schauen: Glitter und Holz geht auch durch die diese Düse, wobei gerade für Holz eine 0,5 mm Düse oder größer von Vorteil sein kann. Nicht geeignet ist diese Düse für stark schmirgelnde Filamente, dazu gehören neben Carbonfaser auch die Partikel, die Filament nach(t)leuchtend macht. Als Variante gibt es gegen Aufpreis diese auch als Messing vernickelt für etwas mehr Abriebfestigkeit und weniger Haftung des Filaments an der Düse. Für schmirgelnde Filament ist das Nickel jedoch nicht hart genug. Maximale Drucktemperatur liegt bei 300 °C.

Kupfer vernickelt
Für einen noch besseren Wärmeeintrag gibt es den Düsenkörper aus Kupfer und dann vernickelt. Dies sollte etwas höhere Schmelzleistung zur Folge haben. Ansonsten gilt dasselbe wie bei den Standard Messing Düsen. Maximale Temperatur für Kupfer vernickelt wird mit bis zu 500 °C angegeben. Bei Carbon und Glasfaser im Filament halten diese Düsen jedoch nicht sehr lange.

Stahldüsen
Hier gibt es dann Edelstahl und gehärteten brünierten Stahl oder gar Exoten aus Wolfram. Die Stahldüsen sind für den Druck der Standardfilamente nicht optimal, wer kann, druckt diese besser mit einer der erstgenannten Düsen. Mit Wolfram haben wir noch keine Erfahrungswerte. Maximale Temperatur wird unterschiedlich angegeben, mindestens bis 400 °C

Auch die Stahldüse gibt es dann gerne noch einmal zusätzlich beschichtet, wie z. B. E3Ds NozzleX (3dJake). E3D sagt, die Nozzle X eigne sich auch uneingeschränkt für die Standardfilamente.

Edelstein in der Spitze
Es gibt die Messingdüse (selten auch Kupfer) – vernickelt oder nicht – auch mit Edelstein-Spitze. Der hier meistens in die Düsenspitze eingesetzte Rubin ist auch sehr widerstandsfähig gegen stark schmirgelnde Filamente, besitzt weitgehend die positiven Eigenschaften der Messingdüse, aber der sehr hohe Preis von 40,- bis 90,- Euro pro Düse rechtfertigt sich eher selten, zudem die Rubinspitze sehr empfindlich ist. Auch ist die Wärmeübertragung von Rubin selber miserabel. Dennoch kann man mit einer Rubindüse alle Filamente drucken.

Da das Thema einfach nur gigantisch ist, habe ich sicher noch paar Punkte übersehen. Also gebt ruhig Eure Anregungen im Forum dazu und wir werden den Beitrag ergänzen.

Hier nun der Versuch einer Übersicht vollzählig wird wohl nicht funktionieren:

Bekannte Düsenvarianten

Bezeichnung	Gewinde	Gewindelänge	Bohrung	Schlüsselweite	Gesamtlänge
Reprap/JHead#1	M6	7,5mm	2mm	6mm	12,5mm
E3D V6	M6	7,5mm	2mm	7mm	12,5mm
MK8 Standard	M6	5,0mm	2mm	6mm	13,0mm
Reprap/JHead#2	M6	5,0mm	2mm	7mm	13,0mm
MK8 Fat	M6	5,0mm	2mm	8mm	13,0mm
MK10	M7	4,5mm	4mm	9mm	13,0mm
MK10 AllMetal	M7	4,5mm	2mm	9mm	13,0mm
MK10 FF AllMet.	M7	9mm	2mm	9mm	13,0mm
Creality Pro	M6x0,75	5,0mm	2mm	6mm	13,0mm
Creality Ender7/Spider	M6	9,0mm	2mm	6mm	17,0mm
Creality K1	M6	14,0 mm	2mm	6mm	23,0 mm
E3D Volcano	M6	16,0mm	2mm	7mm	21,0mm
Volcano Clone	M6	14,6mm	1,8mm	7mm	21,0mm

Kleine Auswahlhilfe für bestimmte Drucker

Anet Düsen

• A6 & A8 = MK8 Standard

Anker Make

• M5: Spezialdüse nur für den M5.

Anycubic Düsen

• i3mega:“spitze“ Düse mit M6 Gewinde & 7mm Schlüsselweite
  z.B. als Original Ersatzteil bei Amazon oder auch J-Head bzw. V5 sollte passen
• 4Max: MK8 Standard – z.B. als Original Ersatzteil bei Amazon

Artillery Düsen

• Genius, Genius Pro, Sidewinder X1, X2: Volcano bzw. Volcano Clone Düse

Creality Düsen

• CR10S Pro/CR10 Max: Eigenes Düsenformat M6 fein, Steigung: M6x0.75mm, anonsten wie MK8 – als Original Ersatzteil bei 3D Prima, bei Amazon oder die MicroSwiss vernickelt bei 3DJake
• CR10/CR10S/CR6SE/Ender 2, 3, 3 S1 & 5, Sprite: MK8 Standard z.B. kompatibles Düsenset bei Amazon
• Ender-7, Spider-Hotend High-Speed Düse bei 3DJake
• Sprite & Ender 3 S1 : MK8 Standard, der Kopf sieht etwas anders aus, aber das ist im Grunde Mk8 Standard.
• K1, Ender-3 V3…: verlängerte Volcano-Düse

FlashForge, Dremel, Wanhao & Qidi Düsen

• Creator Pro, Dreamer, Guider II: MK10 Standard
• Guider IIs (High Temp Hotend): eigene Variante MK10 FF Allmetal mit 9mm statt 4,5mm Düsenlänge
• Dremel 3D20: MK10 Standard
• Qidi Standard Kopf: MK10 Standard
• Qidi HighTemp Kopf: MK10 AllMetal sollte gehen, besser ohne Fase
• Zumindest die älteren Wanhao sind MK10 Standard,
• es gibt auch Wanhao mit MK9 nach Makerbot Spezifikation, mit 3mm Bowden

FLSun

• im V400 passen Volcano Düsen. Die ab Werk verbaute Düse ist jedoch eine sogenannte TurboDüse nach dem Vorbild der CHT Düsen.

Geeetech:

• A10M/A20M: Sonderformat, zwar schon M7 aber Feingewinde und 2mm Bore. Das ähnelt nur optisch einer MK10 Düse: Passende Düse auf Amazon

JGAurora

• A5:  MK8 Standard

Mingda

• Magician X, X2: MK8 Standard

Original Prusa:

• MK2, MK3, Mini: E3D V6 (es sind original E3D Hotends im Drucker)

Sovol:

• MK8 Standard z.B. kompatibles Düsenset bei Amazon

TwoTrees Sapphire:

• MK8 Standard z.B. kompatibles Düsenset bei Amazon