Extruder adalah bagian yang mendorong filamen menuju hot end, sehingga filament yang dipanaskan di hotend akan terdorong meleleh keluar. Dengan mengatur extruder, pengguna dapat mengontrol kecepatan filament dan retraction untuk menghindari masalah seperti stringing. Ada 2 macam extruder yaitu Direct (short) extruder dan Bowden (long) extruder.

Beda Direct Extruders dengan Bowden Extruder

Direct Extruder

Direct extruder (short) adalah extruder yang menempel dengan hotend. Karena menempel dengan hotend, motor dan penggerak extruder ikut bergerak mengikuti hotend.

Untuk menambah akselerasi dan mengurangi kelembaman maka extruder dipisahkan dengan hotend dengan menggunakan selang yg disebut PTFE Tube (Teflon) . Sistem ini disebut  Bowden Extruder (long). Pada sistem ini, filamen dari extruder dimasuk ke dalam selang dan disalurkan menuju hot end.

Bowden Extruder

Direct extruder tidak sama dengan direct drive extruder. Direct drive extruder artinya mekanisme pendorong filamen terhubung langsung ke motor shaft. Direct Drive Extruder bisa ada di Direct atau Bowden Extruder.

Jadi, ada 2 hal besar yang membedakan Direct Extruder dan Bowden Extruder. Yang pertama adalah Direct Extruder mempunyai jarak antara mekanisme pendorong filament dengan hotend yang lebih pendek dan tidak membutuhkan selang PTFE. Yang kedua adalah Bowden Exturder mempunyai Massa (berat benda) yang bergerak lebih ringan.

Faktor jarak

Dengan jarak yang lebih pendek antara mekanisme pendorong (pulley atau gear) dan hot end, maka torsi yang dibutuhkan lebih kecil. Direct Extruder juga tidak membutuhkan selang PTFE sehingga gesekan antara selang dengan filamen tidak ada.

Selang PTFE yg digunakan sebagai pemisah menyebabkan terjadinya lag (hysteresis) . Artinya respon filament di hotend tidak seketika terjadi saat extruder mendorong atau me-retract filament. Akibatnya adalah terjadi lebih banyak stringing atau oozing. Namun, hysteresis bisa diatasi dengan penyesuaian pada software atau firmware printer. Diantaranya adalah pengaturan retraction.

Efek lain yg diakibatkan oleh lag adalah volume filament adalah tidak akuratnya volume filamen yang keluar dari nozzle. Ini berpengaruh pada kerapian hasil cetak.

Penggunaan Selang PTFE juga kadang membuat penggantian filament menjadi lebih sulit. Kadang filament menjadi macet di tengah. Permasalahan lain adalah kadang Pneumatic Connector yg digunakan untuk menjepit selang rusak sehingga selang terlepas dari extruder. Selang yg tidak bulat sempurna (gepeng) atau pernah tertekuk juga akan menjepit filament sehingga dorongan menjadi berat.

Dari faktor jarak ini, Direct Extruder lebih unggul di banding dengan Bowden Extruder.

Faktor massa (berat)

Karena Direct Extruder menempel dengan hot end, maka motor dan gearnya bergerak bersamaan dengan hot end. Dengan demikian bagian yg harus bergerak menjadi lebih berat ketimbang hanya hotend saja yg bergerak.

Menggerakkan benda yg lebih berat berarti lebih banyak kemungkinan untuk backlash, overshoot, dan frame wobble. Sebagai Ilustrasi, mobil yg beratnya 1 ton lebih mudah berhenti daripada mobil yg beratnya 2 ton. Dalam teori fisika ada rumus F = m . a. Force (Daya) = mass (massa) x acceleration (percepatan). Sehingga semakin berat massa benda yg akan digerakkan, dibutuhkan daya yg lebih besar atau akselerasi yg di dapat akan menjadi lebih kecil.

Dalam Printer3D daya yang lebih besar di sini tidak hanya berarti kita harus memperbesar motor, tetapi harus juga menambah kekuatan frame supaya lebih rigid, dan menggunakan system penggerak linear yg lebih baik. Masalahnya menambah daya motor, memperkuat frame dan memperbaiki linear motion ini bukan sesuatu yg murah.

Dengan Printer yg sama, hotend yg lebih berat akan menghasilkan backlash, overshoot, frame wobble yang lebih besar. Akselerasi yang bisa dicapai pun menjadi lebih kecil yang artinya kerja printer menjadi lebih lambat. Anda dapat mencetak lebih cepat, lebih akurat, dan lebih tepat dengan bowden extruder daripada direct extruder. Performa Bowden Extruder sangat bagus untuk mencetak dengan desain yang rumit. Sekali lagi, ini karena printer dengan Bowden Extruder bisa menambah maupun mengurangi speed dengan leibh cepat dan mengubah arah secara lebih akurat.

Yang mana yang lebih bagus?

Direct Extruder membutuhkan frame yg lebih kuat, linear motion yg lebih baik dan torsi motor yang lebih besar. Artinya Direct Extruder lebih mahal ketimbang Bowden Extruder.

Untuk mencetak material Flexible, sangat disarankan untuk menggunakan Direct Extruder. Mencetak material Flexible menggunakan bowden sangatlah sulit. Jika bisa, itu harus dilakukan dengan kecepatan yg sangat rendah.

Direct Extruder lebih mudah dipahami, dan memerlukan lebih sedikit perawatan. Pengaturan cetak juga lebih mudah karena tidak butuh retraction yg besar.

Bowder Extruder punya kelebihan di kecepatan karena massa (berat) hotend yg lebih ringan. Dengan kata lain, untuk menghasilkan kecepatan yang sama, dibutuhkan biaya yang lebih murah karena bisa menggunakan frame dan motor yang lebih kecil. Ripple yang di hasilkan juga lebih sedikit.

Namun Bowden Extruder butuh lebih banyak pengetahuan teknikal serta pengalaman. Pengoperasian Direct Exturder lebih mudah dipahami dan settingnya lebih sederhana. Disisi lain, jika dirasa sudah berada pada level dimana merasa nyaman dengan yang berbau software, silahkan menggunakan printer dengan Bowden Extruder. Bowden extruder bisa mencetak lebih cepat dengan biaya yang lebih murah.

Mengenai kwalitas cetak, kedua sistem ini punya kelebihan dan kekurangan masing-masing. Bowden extruder mampu mencetak di posisi yg lebih tepat karena massa hotend yg ringan. Direct extruder mampu mencetak dengan volume yg lebih tepat karena tidak ada lag pada extrusi filamen.