3D-Drucker: Extruder-Arten (Bowden vs. Direct)

In den meisten üblichen Desktop 3D-Druckern sind heute zwei Arten von Extrudern zu finden. Sowohl der direkte Extruder, als auch der Bowden-Extruder haben einige Vor- aber auch Nachteile, die man definitiv vor dem Kauf oder der Umrüstung kennen sollte.

„Oldschool“ Direct-Extruder?

Dies ist (noch) die am häufigst vorkommende Bauart, gerade bei günstigen DIY-Kits findet man fast ausschließlich Direct-Extruder. Beim Direct-Extruder ist der Steppermotor direkt am Hotend platziert.

Direct-Extruder
Direct-Extruder: der Stepper-Motor sitzt direkt am Hotend

Ein großer Vorteil ist, dass alle Filamentverarbeitenen Komponenten an einer Stelle sitzen. Gibt es jedoch Probleme beim Druck, kann der Auseinanderbau relativ anstrengend werden. Ein weiterer Nachteil ist das Gewicht, damit gehen gleich ein paar Nachteile einher:

  • der Stromverbrauch ist größer
  • der Verschleiß an Zahnriemen und Gleitlagern ist größer
  • die Druckgeschwindigkeit ist langsamer

Beim Direkt-Extruder wiegt der Druckkopf nicht selten 0,5kg! Dieser muss natürlich stetig beschleunigt und abgebremst werden. Das sorgt auch für Vibrationen. Druckgeschwindigkeiten von mehr als 80mm/s sind kaum möglich. Bei günstigeren Modellen mit Acryl-Rahmen und schlechtem Zusammenbau sind häufig sogar nur 50mm/s möglich.

Vorteile Nachteile
  • „alles an einer Stelle“
  • Kein Retract nötig
  • einfacher einzustellen
  • größerer Stromverbrauch
  • größerer Verschleiß
  • langsamere Druckgeschwindigkeit

Dennoch: für den Einstieg würde ich immer wieder den Direct-Extruder wählen, wenn der Preis deutlich attraktiver, als Modelle mit Bowden-Extruder ist. Gerade für Einsteiger sind die Druckresultate etwas besser, da nicht so viel konfiguriert werden muss und gerade das Zusammenspiel der vielen Parameter (z.B. Retraction Speed, Temperaturen, Z-Hops) schwierig zu verstehen ist.

Anet A6 Direct Extruder
Der Anet A6 verfügt z.B. über einen Direct-Extruder

Einsteiger-Modelle mit Direct-Extruder sind u.A. der Anet A8 oder der Anet A6. Beide Modelle kosten unter 200€ und wurden von uns über Monate hinweg getestet! Einer der am häufigsten verbauten Direct-Extruder ist der MK8, der vor allem in Prusa i3 (Klonen) vorkommt. Vorteil: ein komplett neuer Extruder, inkl. Stepper, kostet unter 40€ und es gibt viele Ersatzteile – z.B. bei GearBest, oder bei unserer Pandacheck Suche. Will man nicht in China bestellen: Amazon hat auch viel, gut bewerte(!), Auswahl an Direct-Extrudern und Zubehör

Bowden-Extruder: der bessere Weg?

Beim Bowden-Extruder wird der Stepper-Motor, der für die Zuführung des Filaments verantwortlich ist, nicht am Hotend, sondern (meist) am Rahmen des 3D-Druckers befestigt.

Bowden-Extruder
Bowden-Extruder: das Filament wird extern dem Hotend zugeführt

Bowden Extruder Vorteile sind u.A: das Gewicht am bewegbaren Druckkopf wird erheblich reduziert. Häufig findet man den Bowden-Extruder z.B. an Delta-3D-Druckern, da es hier unbedingt nötig ist, das Gewicht des Druckkopfes so gering wie möglich zu halten. Aber auch bei Einsteigermodellen, wie z.B. dem Tronxy X3 wurde neben dem Aluminiun-Rahmen ein Bowden-Extruder verbaut.

Bowden Extruder Tronxy X3
Der Bowden Extruder verlagert ein Teil des Gewichts an den Rahmen

Es gibt allerdings auch Nachteile: so kann z.B. flexibles Filament nur schwierig bis gar nicht gedruckt werden, da dieses sich in der Röhre stauchen würde. Ein weiterer Nachteil ist das Einstellen des richtigen Retraction-Wertes. Auch wenn der Stepper kein Filament mehr nachführt, drückt das Filament zwischen Stepper und Hotend weiterhin, was bei schlechten Einstellungen dazu führt, dass weiterhin Filament „gedruckt“ wird. Dies führt i.d.R. zu Fäden und überstehenden Kanten.

Vorteile Nachteile
  • höhere Druckgeschwindigkeiten
  • geringerer Verschleiß
  • sparsamer
  • schwieriger zu konfigurieren
  • Filamentwechsel u.U. schwieriger
  • nicht für flexibles Filament geeignet

Der bekannteste Bowden-Extruder ist z.Z. der E3D V6, den es bei GearBest für unter 10€ gibt! Achte nur darauf, die richtige Nozzle-Größe (0,2mm oder 0,4mm) zu wählen. Entscheidest du dich für einen Umbau, so findest du auf Thingiverse, gerade für Anet 3D-Drucker, dutzende gute Halterungen.

Fazit: Wahl des richtigen Extruder-Typen

Wie so oft: es gibt kein klares ja oder nein. Aber von uns eine knackige Entscheidungshilfe ;-). Bist du Einsteiger und dir kommt es erst einmal nicht auf Geschwindigkeit an, sondern du willst lernen und druckst erst einmal nur mit PLA und ABS? Dann nimm den Direct-Extruder.

Hast du bereits schon Erfahrung gesammelt? Du weißt was ein Großteil der Parameter in deinem Slicer bedeutet? Du druckst viel und willst höhere Druckgeschwindigkeiten? Dann entscheide dich für einen 3D-Drucker mit Bowden-Extruder bzw. für eine Umrünstung.

Kristian

Ich bin 31 Jahre jung, aber gefühlt ziemlich oft noch wie ein großes Spielkind. So habe ich Ende 2010 (endlich) "CG" ins Leben gerufen. Besonders haben es mir z.Z. die Drohnen angetan.

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10 Kommentare

  1. Profilbild von Jan82

    Cool, danke dir für die Tipps! Ich hatte viel von Bowden-Extrudern gelesen, nun erst ist mir jedoch klar: ich kann ruhig erstmal mit einem Direkt Extruder starten.

  2. Profilbild von Meckert doch nur rum
    Meckert doch nur rum

    Ne super Übersicht, die Nachteile beim Bowden sind aber ein bisschen übertrieben dargestellt IMHO.

    Filamentwechsel sollte ähnlich einfach sein, Extruder entspannnen, altes rausziehen, neues reinschieben bis es aus der Düse fließt, fertig, man kommt dabei nicht mal in die Nähe des heißen Heatblocks, also auch noch sicherer für idioten wie mich.
    Beim Anet A8 vom Bekannten ist das Filament einführen weitaus schwieriger als bei meinem Bowden E3D V6 weil das Filament ohne richtige Führung durch zwei interne Löcher muss, da darfst du gerne mal ne Minute rumfummeln…

    Retract muss man halt paar mm mehr über Standardwert wählen, auch kein Problem selbst für Anfänger.
    Beim Direktextruder ist nur viel weniger und nicht "“Kein Retract nötig"“.

  3. Profilbild von Julian

    Bitte korrigieren! E3d V6 ist ein hotend, kein Extruder. Der Extruder ist der Teil des Motors.

  4. Profilbild von McGoof

    Kann jemand etwas zum verlinkten E3D V6 Hotend sagen? Ich habe gehört man soll darauf achten ein "“All Metall"“ Hotend zu verwenden. Stimmt das?

  5. Profilbild von 265k

    kann ich mit nem Bowden-Extrudern wirklich gar kein Flexibles Filament nutzen (tendiere zum i3 Mega) denn ich würde schon gerne Flexibles Filament nutzen da ich das halt schon ziemlich geil finde

  6. Profilbild von Johann Kosak

    der Stromverbrauch ist größer
    der Verschleiß an Zahnriemen und Gleitlagern ist größer
    die Druckgeschwindigkeit ist langsamer

    Vollkommener Blödsinn.

    Der Stromverbrauch beim Direkt Extruder ist nicht höher.
    Warum auch.

    Verschleiß an Zahnriemen und Gleitlager ist genau auch um nichts höher.

    Druckgeschwindigkeit ist langsamer wäre ein Argument.
    Aber nicht bei nem China Drucker. 80mm/s sind Geschwindigkeiten die man im Slicer einstellt aber mit 90% aller China Drucker im realen nie erreicht da ACC und Jerk einfach viel zu niedrig sind.

    Klar wird man bei einem China Drucker relativ schnell Marker am Druckstück selbst sehen.
    Ist aber auch den Rahmen geschuldet.

    Kein Retract nötig ist VOLLKOMMENER BULLSHIT.
    Man braucht genauso Rectract.
    Nur ist dieser sehr kurz.

    Vorteile vom Direct Drive sind einfach.
    Flex Fila kann damit um ECKEN einfacher verarbeitet werden und das mit weit höheren Geschwindigkeiten als mit einem Bowden Extruder.

    Der bekannteste Bowden-Extruder ist z.Z. der E3D V6, den es bei GearBest für unter 10€ gibt! Achte nur darauf, die richtige Nozzle-Größe (0,2mm oder 0,4mm) zu wählen.

    DAS IST EIN HOTEND. UND KEIN EXTRUDER.

    Noch dazu ist es kein E3D sondern ein Clone.
    Der in 70 % aller Fälle mehr schlecht als recht funktioniert ohne viel Nacharbeit.

    Das Leute immer alles glauben das auf Seiten erklärt wird die sich so gut wie gar nicht mit 3D Druckern auskennen.
    Ist ja schön das ihr euch die Mühe gebt. Dann macht das aber bitte auch richtig.
    Aber bei euch ist jeder Drucker toll.

    8 Beiträge gelesen und nur Fehler gefunden.

    • Profilbild von Eldkatten

      Hallo Johann Kosak, ein bisschen weniger "“von oben herab"“ wäre wünschenswert.

      "“Der Stromverbrauch beim Direkt Extruder ist nicht höher. Warum auch."“ – Das stimmt nur teilweise. Da das Gewicht des zu bewegenden Druckkopfes, der beim Bowden-Extruder nur das Hotend trägt und nicht mehr den Extruder mit dem schweren Schrittmotor mitschleppen muss, braucht der Schrittmotor, der den Druckkopf bewegt (meistens die X-Achse), weniger Drehmoment und kann dafür mit geringerem Strom betrieben werden. Richtig ist natürlich, dass das nicht automatisch mit der Umrüstung auf einen Bowden-Extruder passiert, sondern eingestellt werden muss.

      "“Verschleiß an Zahnriemen und Gleitlager ist genau auch um nichts höher."“ Das, werter Experte, stimmt allerdings überhaupt nicht. Ein leichterer Druckkopf erzeugt wesentlich geringere dynamische Kräfte. Diese entstehen gemäß F = m*a beim Beschleunigen (und Abbremsen) des Druckkopfes und ganz besonders bei Richtungswechseln, die ja ein heftige Kombination von Bremsen und Beschleunigen darstellen. Genau diese dynamischen Kräfte sind es aber, die Zahnriemen und Lager belasten und verschleißen lassen.

      Wegen der deutlich geringeren dynamischen Kräfte könnte man auch schneller drucken, weil schneller beschleunigt, abgebremst und die Richtung gewechselt werden kann. Allerdings – wie oben gesagt – passiert das nicht automatisch mit der Umrüstung auf einen Bowden-Extruder, sondern muss eingestellt werden.

      Die restlichen "“Fehler"“ sind meiner Meinung nach Kleinigkeiten, die nicht solche Schimpftiraden und "“Bullshit"“-Beleidigungen rechtfertigen (meines Erachtens sind die sowieso nie gerechtfertigt, aber sei’s drum). Wer z.B. kein flexibles Filament verarbeitet, den interessiert die "“um Ecken"“ einfachere Verarbeitung mit einem Direkt-Extruder überhaupt nicht (es heisst übrigens "“um Größenordnungen"“, wenn wir schon beim Korinthenkacken sind. "“Um (viele) Ecken"“ beschreibt einen sehr komplizierten Vorgang).

      Schönen Gruß

  7. Profilbild von Alex

    Der etwas höhere Stromverbrauch eines Steppers ist in der Gesamtbetrachtung einfach nur nichtig. Dafür hat man im Bowden Filamentreibung und höheren Vorschubdruck, was wiederum auch mehr Stromverbrauch produziert. Jetzt macht mal folgenden Test. Sliced ein Modell auf 0 °C Bed und Hotend und lasst ohne Filament laufen dabei am Energiemessgerät. Der Anteil der Steppermotoren ist in der Gesamtbilanz lächerlich. Ein Stepper wird noch weniger relevant sein um das als Argument gelten zu lassen. Dafür produziert man nicht einen Haufen Testdrucke um ein Bowdensystem für viele Filamentarten einzustellen. Was alles in der Tonne landet. Und ehrlich mal, die Stepper langweilen sich bei diesen Beschleunigungswerten von einem Zehntel der Erdbeschleunigung!

    Die meisten Drucker sind wohl im Prusa-Design vertreten. Bem CR-10 bewege ich mit dem gleichen Stepper, Riemen und Pulley ein Gewicht inkl. der 920 g schweren Glasplatte von ca. 3 kg. Und da soll man also schneller drucken, wenn hier ein Bowdensystem verbaut ist? Bekanntlich sollen X- und Y-Achse die gleichen Jerk und Beschleunigung haben. Was erkaufe ich mir also mit dem Bowdensystem, wenn ich einen Druckkopf habe, der 250 gr. wiegt anstatt 500 gr., dabei aber in der gleichen Zeit ein über 10 Mal (mit dem Druckgut bis zu einem Kilogramm und mehr, sogar noch mehr) schwereres Teil durch die Gegend schleppt. Na da kann man doch wohl kaum behaupten, dass man hier schneller drucken kann.

    Ich habe ein Bowdensysteem und baue vielleicht auf Direct um mit dem Bondtech extruder und einem Ministepper, der ca. 120 gr wiegt, also ein Plusgewicht von ca. 200 gr. Ich habe den Bowden einfach satt. Das System ist außerdem anfälliger, die Push-Fits leiern aus und der PTFE-Schlauch löst sich –> Druck im Eimer. Die Einstellerei mit dem Retract kann ewig dauern, besonders wenn hier auch noch der Filamentdurchmesser variert.

  8. Profilbild von Alex

    Finde im Übrigen auch, dass es nicht schön ist, dass du eine billige Kopie empfiehlst. E3D schon gar nicht 😉 Vor allem 10 €, da kann man doch nicht viel erwarten. Ich kaufe sowas lieber original, bekomme top Ware und unterstütze die Entwickler. Wenn wir schon beim Klugscheißern sind …;) Eigentlich war hier von keinem die richtige Bezeichnung gewählt. Ein Extruder ist das komplette System, also Fördern und Schmelzen (siehe Kunststoffdruckguß). Dann unterteilt beinhaltet der Extruder einen Feeder und das Hotend. Der Feeder ist niemals ein Extruder! Nur weil es irgendwo mal stand und die Leute dies umgangssprachlich verwendet haben muss es nicht richtig sein.

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