Thomas Sanladerer stampa in metallo un ugello ispirato a E3D FUGE e raggiunge 30 mm³/s

Thomas Sanladerer ha utilizzato la stampa 3D metallica per costruire e confrontare diverse geometrie interne di ugelli ad alta portata per stampanti FFF, ottenendo con una soluzione ispirata al concetto E3D FUGE lo stesso limite di 30 mm³/s raggiunto nel suo test dalla nozzle high-flow di riferimento utilizzata sulla Prusa CORE One. L’esperimento è interessante non soltanto per il valore assoluto della portata, ma perché mostra quanto la forma del canale interno possa essere importante quanto la lunghezza dell’hotend nel determinare la capacità di fondere rapidamente il filamento. La variante FUGE realizzata da Sanladerer non divide il filamento in tre o quattro flussi separati come avviene nei più diffusi sistemi CHT: lo comprime invece attraverso una sezione interna larga e appiattita, aumentando la superficie di contatto con il metallo caldo e soprattutto diminuendo la distanza che il calore deve percorrere per raggiungere il centro del polimero.

L’esperimento presenta anche un elemento paradossale. I prototipi sono stati prodotti in MS1, un acciaio maraging ad alta resistenza, attraverso metal powder bed fusion e successivamente rifiniti al tornio. Dal punto di vista termico l’acciaio è molto meno favorevole dell’ottone normalmente utilizzato per gli ugelli. Nonostante questo svantaggio, sia la geometria piatta ispirata a FUGE sia una seconda configurazione a canali incrociati hanno raggiunto nel test sulla CORE One 30 mm³/s, mentre una nozzle convenzionale in acciaio si è fermata intorno a 23 mm³/s. Il risultato suggerisce quindi che l’architettura interna può compensare almeno in parte una conducibilità termica poco favorevole. Non dimostra però che il prototipo sia universalmente equivalente alla nozzle Prusa/E3D in tutte le condizioni: temperatura, polimero, diametro, criterio con cui viene identificato il limite e configurazione dell’hotend influenzano fortemente il massimo volumetric flow.

Le stampanti FFF sono diventate così veloci che il collo di bottiglia si è spostato nell’hotend

Per anni la velocità di una stampante desktop era limitata soprattutto da cinematica, rigidità e controllo del movimento. Macchine moderne CoreXY, input shaping, pressure advance, accelerazioni elevate e motori più potenti hanno spostato progressivamente il limite.

Oggi una stampante può essere meccanicamente capace di muovere la testina a centinaia di millimetri al secondo, ma questo non significa che riesca a depositare abbastanza plastica per sfruttare quella velocità.

La relazione fondamentale è:

portata volumetrica = larghezza estrusione × altezza layer × velocità lineare.

Con una linea larga 0,45 mm, layer da 0,20 mm e velocità di 100 mm/s, per esempio, la richiesta teorica è circa 9 mm³/s. Portando la velocità a 300 mm/s si arriva già a circa 27 mm³/s.

Se l’hotend riesce a fondere in modo adeguato soltanto 15 mm³/s, la macchina può avere una cinematica da 500 mm/s senza poterla realmente utilizzare su quel tratto.

L’evoluzione degli ugelli high-flow nasce proprio da questo problema.

Il centro del filamento è la parte più difficile da riscaldare

Un filamento da 1,75 mm entra nell’hotend sostanzialmente freddo rispetto alla temperatura della nozzle. Il calore viene trasferito dal metallo caldo alla superficie del polimero e deve successivamente propagarsi verso il centro.

I termoplastici sono cattivi conduttori di calore. Quando la portata aumenta, il materiale trascorre meno tempo all’interno della melt zone e può raggiungere l’uscita prima che il nucleo sia completamente riscaldato.

Bondtech descrive questo fenomeno come “cool center effect”: la superficie del filamento può trovarsi già allo stato fuso mentre il nucleo rimane significativamente più freddo.

Aumentare la temperatura può aiutare, ma soltanto entro determinati limiti. Temperature eccessive possono degradare il materiale, aumentare stringing e alterare la qualità superficiale.

Un’altra soluzione è allungare moltissimo la melt zone. Anche questo approccio presenta però svantaggi: hotend più lungo, maggiore volume di polimero fuso e risposta alla variazione di pressione meno immediata.

Da qui nasce una terza strada: cambiare la geometria attraverso cui il filamento attraversa la zona calda.

CHT divide il filamento in tre flussi

Una delle soluzioni più conosciute è la Core Heating Technology, CHT, sviluppata originariamente da Carl Beck e successivamente industrializzata da Bondtech.

All’interno di una nozzle CHT il filamento non attraversa semplicemente un foro cilindrico. Un elemento metallico divide il flusso in tre canali più piccoli.

Questo produce due effetti:

1. aumenta la superficie di metallo caldo a contatto con il polimero;
2. riduce la distanza massima tra la superficie riscaldata e il centro di ciascun flusso.

I tre flussi si ricongiungono successivamente prima dell’orifizio finale.

Nei propri test Bondtech ha misurato incrementi importanti della portata, variabili in funzione di diametro della nozzle, temperatura e materiale. Il produttore sottolinea infatti che non esiste un singolo valore di “max flow” indipendente dal resto del sistema.

Anche le attuali nozzle high-flow E3D per Prusa dividono il filamento

Le nozzle E3D Prusa High Flow disponibili per il Nextruder utilizzano una strategia simile ma con una geometria interna proprietaria che, secondo E3D e Prusa, divide il filamento in quattro canali.

Anche in questo caso l’obiettivo è aumentare la superficie di scambio termico.

Prusa vende varianti in ottone e ObXidian, quest’ultima destinata anche ai materiali abrasivi grazie all’inserto in tool steel e al rivestimento E3DLC.

Per la versione E3D Prusa High Flow da 0,4 mm, E3D pubblica valori di riferimento che variano a seconda del materiale: nella propria procedura di test indica per esempio 20 mm³/s con PLA a 220 °C, 25 mm³/s con PETG a 240 °C e 27 mm³/s con ASA a 260 °C. Con la nozzle da 0,6 mm i valori dichiarati salgono rispettivamente a 31, 36 e 33 mm³/s.

Questi numeri non possono essere confrontati direttamente con i 30 mm³/s misurati da Sanladerer: protocollo, temperatura, filamento e criterio di fallimento non sono gli stessi.

La lezione importante è proprio che una nozzle non possiede un “30 mm³/s” assoluto: la portata massima appartiene all’intero sistema nozzle–heater–materiale–temperatura–estrusore.

E3D FUGE prova una strada differente: un solo canale, ma schiacciato

E3D ha mostrato FUGE a Formnext 2025 come tecnologia high-flow di nuova generazione.

L’acronimo significa Fast, Unified-Geometry Extrusion.

Invece di separare il materiale in diversi canali, FUGE conserva un singolo percorso ma modifica radicalmente la sezione della melt zone. Il filamento cilindrico viene portato attraverso una sezione molto più larga e piatta.

E3D spiega la logica con due parametri:

maggiore superficie di contatto;

minore distanza tra superficie e centro del polimero.

Immaginando il filamento come un cilindro da 1,75 mm, il punto centrale è relativamente lontano dalla parete riscaldata. Se la stessa quantità di materiale viene schiacciata formando una sezione sottile e larga, il calore può raggiungere il centro attraversando una distanza molto inferiore.

FUGE evita inoltre la divisione in piccoli passaggi

È una differenza importante rispetto a CHT e alle attuali nozzle E3D high-flow.

Con un singolo canale continuo non esiste un divisore centrale che crea diversi piccoli condotti.

E3D indica questo aspetto anche come potenziale vantaggio rispetto alle ostruzioni: una singola sezione dovrebbe essere più semplice da liberare rispetto a diversi piccoli passaggi separati.

E3D descrive FUGE come concetto brevettato e nel giugno 2026 affermava che la tecnologia sarebbe arrivata nei mesi successivi. All’11 settembre 2026 il prodotto non appare però ancora come una normale nozzle FUGE disponibile nel catalogo commerciale E3D.

Sanladerer non voleva aspettare la versione commerciale

Thomas Sanladerer, conosciuto per il canale Made with Layers e per anni di attività tecnica sulla stampa 3D desktop, ha deciso di verificare sperimentalmente il principio.

Riprodurre una sezione interna piatta con una normale lavorazione manuale non è semplice.

Con una CNC sarebbe possibile lavorare parti separate e assemblarle successivamente, strategia che Sanladerer ipotizza possa essere simile a quella utilizzabile industrialmente da E3D. In un laboratorio maker, invece, produrre precisamente questi condotti all’interno di un piccolo cilindro metallico è tutt’altro che banale.

La soluzione scelta è stata quindi stampare in 3D direttamente la parte più complessa.

I semilavorati sono stati prodotti con stampa 3D metallica

Sanladerer ha ordinato diversi blank metallici a un service di additive manufacturing.

3Druck indica la tecnologia come SLM, Selective Laser Melting, espressione storicamente utilizzata per una variante del Laser Powder Bed Fusion. In terminologia più neutra si può parlare di PBF-LB/M, fusione laser a letto di polvere metallica.

Il materiale scelto è MS1, un maraging steel usato in additive manufacturing e comparabile alla famiglia 18Ni300/1.2709.

Il costo dichiarato è sorprendentemente basso: circa 6 dollari per blank, includendo nel conteggio riportato da Sanladerer anche spedizione e oneri di importazione.

Il dato non rappresenta naturalmente il costo di una nozzle finita industrialmente: manca tutto il lavoro successivo di tornitura, filettatura, foratura, controllo e finitura.

La stampa 3D non ha realizzato direttamente la nozzle pronta per la CORE One

I blank metallici mantenevano volutamente materiale da lavorare.

Sanladerer ha completato le parti al tornio, realizzando:

• superfici esterne;
• filettatura compatibile;
• geometrie di accoppiamento;
• foro finale da 0,4 mm.

Questo è un ottimo esempio di produzione ibrida additive + machining.

La stampa 3D viene utilizzata esclusivamente dove offre un vantaggio: i canali interni impossibili o difficili da ottenere dall’esterno. Le superfici che richiedono precisione dimensionale vengono invece lavorate con strumenti convenzionali.

Sono state prodotte cinque geometrie principali

L’esperimento non si è limitato alla copia del concetto FUGE.

Sanladerer ha realizzato più architetture per capire quanto il risultato dipendesse effettivamente dalla forma interna.

Le configurazioni riportate comprendono:

1. straight nozzle, una geometria sostanzialmente convenzionale utilizzata come riferimento;
2. FUGE-style, con sezione appiattita;
3. X nozzle, con due sezioni piatte incrociate;
4. spiral nozzle, nella quale tre canali seguono un percorso elicoidale;
5. una geometria sperimentale con elementi sferici nel percorso, pensati per aumentare la superficie termica.

La stampa metallica ha permesso di produrre queste forme senza dover progettare un processo CNC specifico per ciascuna.

La additive manufacturing diventa qui uno strumento per sviluppare componenti FFF

È una situazione interessante: una tecnologia di stampa 3D industriale viene impiegata per migliorare un componente destinato a un’altra tecnologia di stampa 3D.

La nozzle metallica non è infatti interessante perché sostituisce economicamente una nozzle tornita standard. Una nozzle normale può essere prodotta in ottone in modo estremamente economico.

L’AM diventa utile quando la geometria interna è il prodotto.

È lo stesso tipo di vantaggio che porta all’utilizzo della stampa metallica in:

• canali conformali degli stampi;
• heat exchanger;
• iniettori;
• manifolds;
• sistemi fluidici.

L’esterno può essere relativamente semplice, mentre la vera complessità rimane nascosta all’interno.

MS1 è però quasi il materiale opposto a quello ideale per una nozzle high-flow

EOS propone MaragingSteel MS1 per applicazioni che richiedono elevata resistenza, hardness dopo trattamento e buona lavorabilità.

Una nozzle high-flow richiede invece soprattutto una caratteristica differente: trasferire rapidamente calore al polimero.

È per questo che l’ottone viene usato così spesso nelle nozzle standard.

Il maraging steel possiede una conducibilità termica molto inferiore. Ciò significa che, a parità di geometria e temperatura esterna, trasferisce il calore verso il filamento meno efficacemente.

Questa scelta rende il confronto particolarmente interessante: Sanladerer non sta mostrando soltanto che la geometria FUGE funziona, ma che funziona abbastanza bene da compensare in parte il materiale termicamente sfavorevole utilizzato nel prototipo.

Il test pratico è stato eseguito su una Prusa CORE One

Per confrontare le diverse nozzle, Sanladerer le ha installate su una Prusa CORE One utilizzando un adattatore per ugelli V6.

La scelta della macchina ha introdotto inizialmente un problema: la firmware impone un limite di velocità lineare di circa 350 mm/s.

Per raggiungere portate sufficientemente elevate senza superare quella velocità, Sanladerer ha quindi aumentato line width e layer height.

È una procedura perfettamente logica perché la portata dipende dal prodotto dei tre parametri.

Se non è possibile aumentare ulteriormente la velocità, si può chiedere più materiale aumentando la sezione del cordone.

Il test non cercava un bel Benchy ma il punto di collasso dell’estrusione

Il criterio utilizzato è particolarmente interessante.

La CORE One dispone di una load cell capace di rilevare forze anomale lungo il sistema di estrusione. Quando la contropressione richiesta per spingere il filamento diventa troppo elevata, il sistema può interrompere il lavoro.

Questo è stato utilizzato come indicatore pratico della soglia oltre la quale hotend e nozzle non riescono più a sostenere normalmente la portata richiesta.

La high-flow nozzle commerciale utilizzata come riferimento ha raggiunto 30 mm³/s prima dell’arresto.

La superficie del materiale aveva però già iniziato a perdere parte della propria lucidità intorno a 24 mm³/s, segnale utile perché un filamento può tecnicamente uscire dalla nozzle anche quando non è più termicamente processato nello stesso modo.

FUGE e X arrivano entrambe a 30 mm³/s

Le due geometrie migliori hanno raggiunto lo stesso punto massimo rilevato con la nozzle commerciale.

La tabella mostra perché il risultato della FUGE-style è significativo.

Confrontando esclusivamente i prototipi realizzati nello stesso acciaio, il passaggio dalla nozzle straight alla FUGE porta il limite osservato da circa 23 a 30 mm³/s, un incremento di circa il 30%.

Questo confronto interno è più significativo di quello con la nozzle commerciale perché elimina almeno la differenza di materiale tra i prototipi.

La geometria X arriva allo stesso massimo, ma non si comporta allo stesso modo

Se si guardasse soltanto il valore finale, FUGE e X sembrerebbero sostanzialmente equivalenti.

Sanladerer ha però costruito anche un banco prova specifico per misurare la forza necessaria all’estrusore in funzione della portata.

Ed è qui che emergono differenze molto più interessanti.

La X nozzle mantiene un comportamento favorevole fino a una determinata portata, ma poi la forza aumenta rapidamente e la geometria sembra raggiungere un limite più brusco.

La configurazione FUGE presenta invece una curva più progressiva: l’incremento rimane a lungo relativamente regolare prima di iniziare a salire.

Due nozzle che raggiungono entrambe 30 mm³/s possono quindi comportarsi in modo molto diverso durante il percorso per arrivarci.

Il banco prova è stato utilizzato a 210 °C

Nel secondo esperimento Sanladerer ha mantenuto la nozzle a 210 °C e ha aumentato gradualmente la quantità di filamento alimentata.

Un sensore misurava la forza richiesta.

Il concetto è semplice: quando il materiale è completamente fuso e fluisce senza difficoltà, la pressione necessaria rimane relativamente contenuta. Quando il nucleo non riesce più a ricevere calore abbastanza rapidamente oppure la resistenza fluidodinamica cresce troppo, l’estrusore deve spingere sempre più forte.

La curva forza-portata permette quindi di osservare un problema prima che l’estrusione collassi completamente.

La nozzle a spirale mostra il perché della misura di pressione

La variante a tre canali spiralati ha prodotto un comportamento particolare.

Alle basse portate richiedeva oltre il 50% di forza in più rispetto alle alternative migliori. Il lungo percorso tortuoso genera infatti una notevole resistenza fluidodinamica.

A portate superiori, però, la curva cresceva relativamente poco.

Questo suggerisce che la grande superficie di contatto e il percorso prolungato trasferiscono bene il calore, ma lo fanno al prezzo di una pressione già elevata fin dall’inizio.

La geometria può quindi essere termicamente efficace e contemporaneamente fluidodinamicamente inefficiente.

La nozzle migliore deve risolvere due problemi opposti

Un canale high-flow deve contemporaneamente:

massimizzare lo scambio termico;

minimizzare la perdita di pressione.

Creare un labirinto estremamente sottile aumenta la superficie e facilita il riscaldamento, ma rende più difficile spingere il materiale.

Creare un grande foro rettilineo riduce la pressione, ma lascia il nucleo del filamento relativamente lontano dalla parete calda.

L’ottimizzazione reale si trova quindi tra i due estremi.

È proprio su questo equilibrio che la FUGE-style sembra essersi comportata bene nei test di Sanladerer.

Un canale più complesso non significa automaticamente una nozzle migliore

La variante con elementi sferici è una dimostrazione particolarmente utile.

Intuitivamente, aggiungere molto metallo all’interno del flusso dovrebbe aumentare la superficie riscaldata e quindi migliorare la fusione.

In pratica ogni ostacolo modifica il flusso, crea zone di ristagno, aumenta la pressione e può rendere più difficile l’espulsione di contaminanti.

Il risultato peggiore del gruppo, intorno a 21 mm³/s, mostra che superficie di scambio termico e portata non sono sinonimi.

La forma deve essere progettata anche dal punto di vista reologico.

La viscosità del polimero rende la fluidodinamica molto diversa da quella dell’acqua

Il materiale fuso nell’hotend non è un liquido a bassa viscosità.

Termoplastici come PLA e PETG sono altamente viscosi e presentano inoltre comportamento non newtoniano: la viscosità apparente varia in funzione dello shear rate e della temperatura.

Piccole modifiche del diametro di un condotto possono quindi produrre grandi variazioni della caduta di pressione.

Un design teoricamente eccellente dal punto di vista termico può diventare inutilizzabile perché l’estrusore non dispone della forza necessaria a spingere il materiale.

È per questo che il banco prova costruito da Sanladerer aggiunge molte più informazioni del semplice test “finché stampa”.

L’acciaio MS1 rende il risultato ancora più interessante, ma non rende automaticamente la nozzle migliore

È facile trasformare l’esperimento in una conclusione troppo forte: “una nozzle in acciaio stampata in 3D va come quella commerciale in ottone”.

Il test dimostra qualcosa di più limitato ma tecnicamente interessante:

in quella configurazione, su quella macchina e con quel metodo di prova, la FUGE-style in MS1 ha raggiunto lo stesso punto massimo di 30 mm³/s della high-flow commerciale utilizzata come riferimento.

Non dimostra:

• stessa temperatura effettiva del polimero;
• stessa adesione interlayer;
• stessa finitura superficiale;
• stessa precisione dimensionale;
• stessa durata;
• stessa risposta con PETG, ASA o materiali caricati;
• stessa facilità di pulizia;
• stesso comportamento in stampe lunghe.

Per confrontare realmente le due soluzioni sarebbero necessari test controllati su più materiali e temperature con misurazione della temperatura dell’estruso e delle proprietà dei pezzi.

“Massimo flusso” e “buon flusso utilizzabile” non sono la stessa cosa

È una distinzione che anche E3D sottolinea esplicitamente nella propria documentazione tecnica del 2026.

Alcuni benchmark definiscono la portata massima come il punto immediatamente precedente a un evidente underextrusion. Altri misurano perdita di massa, pressione o temperatura.

Un hotend può riuscire a spingere 30 mm³/s producendo però un materiale non completamente fuso e una parte con adesione interlayer degradata.

Per questo E3D dichiara di preferire procedure che rappresentino normali condizioni di utilizzo, invece di presentare semplicemente il valore più alto ottenibile prima del completo fallimento.

Nel caso del test sulla CORE One, il cambiamento dell’aspetto superficiale già intorno ai 24 mm³/s mostra bene questa differenza.

Prusa stessa considera 20-35 mm³/s una fascia tipica per le nozzle high-flow

La documentazione Prusa sul Maximum Volumetric Speed indica orientativamente:

• hotend all-metal standard: circa 8-12 mm³/s;
• Nextruder standard: circa 15-20 mm³/s;
• nozzle high-flow CHT e simili: circa 20-35 mm³/s;
• hotend high-flow dedicati: circa 25-40 mm³/s.

Sono gamme indicative, non specifiche assolute, ma collocano i 30 mm³/s ottenuti nell’esperimento in un intervallo realistico per una moderna architettura high-flow.

Il punto notevole è che la variante FUGE sperimentale raggiunga quella regione nonostante l’utilizzo del maraging steel.

La conducibilità termica potrebbe diventare il prossimo miglioramento evidente

Sanladerer stesso osserva che i prototipi partono svantaggiati proprio per il materiale.

Se la stessa geometria venisse realizzata con una lega molto più conduttiva, il limite termico potrebbe teoricamente spostarsi ulteriormente.

Non è però detto che il miglioramento sia proporzionale: quando aumenta la capacità di fusione, un altro elemento può diventare il nuovo collo di bottiglia.

Potrebbe essere:

• potenza della heater cartridge;
• temperatura del blocco;
• forza dell’estrusore;
• pressione nella parte finale del nozzle;
• velocità della macchina;
• cooling della parte;
• capacità del filamento di mantenere le proprietà alla nuova portata.

È il normale processo attraverso cui si evolve un sistema ad alte prestazioni: eliminato un limite, emerge quello successivo.

Produrre la stessa geometria in rame non sarebbe necessariamente semplice

Il rame presenta un’ottima conducibilità termica, ma la stampa 3D laser del rame puro è tradizionalmente più difficile rispetto agli acciai a causa dell’elevata riflettività alle lunghezze d’onda utilizzate dai laser infrarossi convenzionali e della rapidissima dissipazione del calore.

Oggi esistono naturalmente sistemi e parametri industriali capaci di produrre rame e leghe ad alta conducibilità, ma il prezzo di un piccolo ordine potrebbe essere molto diverso dai circa sei dollari ottenuti da Sanladerer per i blank MS1.

Una soluzione commerciale potrebbe inoltre utilizzare un’architettura bimetallica, separando la parte che richiede conducibilità da quella che richiede resistenza all’usura.

È già la logica utilizzata in numerose nozzle moderne.

ObXidian segue proprio la strada della combinazione di materiali

E3D utilizza nelle proprie nozzle ObXidian un elemento in tool steel associato a un rivestimento proprietario E3DLC.

L’obiettivo è ottenere resistenza all’abrasione sufficiente per filamenti caricati con fibra di carbonio, vetro o altre particelle senza rinunciare completamente alle esigenze termiche della nozzle.

Bondtech utilizza a sua volta costruzioni bimetalliche nelle versioni CHT dedicate ai materiali abrasivi.

Il problema è che il materiale ideale per condurre calore non è sempre quello ideale per sopportare usura.

La stampa metallica permette di esplorare geometrie prima impraticabili, ma il prodotto commerciale potrebbe essere realizzato diversamente

Questo è un altro punto molto interessante del progetto.

L’additive manufacturing è stato indispensabile per Sanladerer perché non disponeva di una CNC adatta a produrre internamente quelle cavità.

Ciò non significa che una eventuale FUGE commerciale debba necessariamente essere stampata in 3D.

Su grandi volumi, E3D potrebbe utilizzare:

• componenti lavorati separatamente;
• inserti;
• brazing;
• press-fit;
• lavorazioni speciali;
• Metal Injection Molding;
• additive manufacturing.

Il processo economicamente migliore dipende dai volumi e dalla tolleranza richiesta.

In questo caso il metal AM è soprattutto uno strumento di prototipazione geometrica

Spendere circa sei dollari per ottenere un blank con canali interni complessi consente a un progettista di provare cinque idee differenti senza sviluppare cinque tooling.

È una dimostrazione quasi perfetta del valore della stampa 3D nello sviluppo prodotto.

L’oggetto finale è minuscolo, ma la geometria interna è sufficientemente complessa da rendere costosa la fabbricazione convenzionale di pochi prototipi.

Invece di chiedere “una nozzle stampata costa meno di una nozzle tornita?”, la domanda corretta diventa:

quanto costa verificare cinque geometrie interne diverse senza additive manufacturing?

Da questo punto di vista il vantaggio è evidente.

FUGE era stata annunciata da E3D a Formnext 2025

E3D aveva presentato pubblicamente il concetto a Formnext 2025, descrivendolo come la propria prossima generazione high-flow.

Alla fine del 2025 l’azienda dichiarava l’intenzione di portare la tecnologia sul mercato nel corso del 2026.

Nel giugno successivo, in un approfondimento sull’evoluzione delle proprie soluzioni high-flow, E3D continuava a descrivere FUGE come una tecnologia in sviluppo destinata ad arrivare nei mesi successivi.

Sanladerer si è quindi trovato in una situazione curiosa: il principio era noto pubblicamente e mostrato attraverso sezioni interne, ma la nozzle non era ancora normalmente acquistabile.

Questo gli ha permesso di costruire una propria interpretazione sperimentale del concetto.

FUGE è però una tecnologia che E3D definisce brevettata

È importante distinguere due aspetti.

Sanladerer non rivendica brevetti sulle geometrie sperimentali che ha realizzato e il suo lavoro può essere studiato come esperimento maker.

E3D, invece, descrive ufficialmente FUGE come un “patented concept”.

Non sarebbe quindi corretto interpretare l’esperimento come dimostrazione che qualunque produttore possa commercializzare liberamente una copia esatta della tecnologia E3D.

L’eventuale libertà di operare dipende dalle rivendicazioni effettive della proprietà intellettuale e deve essere valutata separatamente.

La variante X dimostra che lo spazio di progettazione è ancora ampio

Forse il dato più interessante dell’esperimento è che una seconda geometria, non identica a FUGE, ha raggiunto anch’essa 30 mm³/s.

Questo significa che la soluzione high-flow non è necessariamente unica.

Esiste uno spazio di progettazione tridimensionale nel quale possono essere ottimizzati contemporaneamente:

• area termica;
• lunghezza del percorso;
• pressione;
• uniformità del flusso;
• facilità di pulizia;
• producibilità;
• resistenza all’usura.

La stampa 3D metallica potrebbe rendere economicamente possibile una ricerca sistematica di questo spazio.

L’ottimizzazione potrebbe un giorno essere automatizzata

Invece di disegnare manualmente cinque forme, sarebbe possibile utilizzare simulazione CFD e ottimizzazione numerica per generare centinaia di varianti.

Ogni design potrebbe essere valutato per:

massima temperatura minima nella sezione del polimero;

minima caduta di pressione;

minimo volume di materiale stagnante;

massima producibilità.

Le migliori configurazioni potrebbero successivamente essere stampate in metallo e confrontate sperimentalmente.

È un’applicazione particolarmente interessante per generative design e additive manufacturing: l’algoritmo può creare canali che non devono più rispettare i vincoli di un normale trapano.

La nozzle diventa quasi un piccolo scambiatore di calore

Dal punto di vista fisico, una high-flow nozzle moderna assomiglia sempre meno a un semplice foro e sempre più a un heat exchanger miniaturizzato.

Il compito è trasferire una grande quantità di energia termica a un flusso viscoso in pochi millimetri e in frazioni di secondo.

I parametri sono molto simili a quelli di altri problemi di scambio termico:

• superficie;
• conducibilità;
• differenza di temperatura;
• tempo di permanenza;
• distanza di conduzione;
• regime di flusso.

FUGE, CHT e le altre architetture cercano semplicemente soluzioni geometriche differenti allo stesso problema.

High flow non significa automaticamente high speed

È una distinzione che E3D ha sottolineato nuovamente nell’agosto 2026.

Una nozzle capace di estrudere il 60% di materiale in più non riduce automaticamente del 60% il tempo totale della stampa.

Una parte può contenere:

• piccoli dettagli;
• perimetri lenti;
• bridge;
• overhang;
• accelerazioni e decelerazioni;
• movimenti travel;
• minimum layer time.

Se la macchina non raggiunge mai il limite volumetrico nelle condizioni reali, installare una high-flow nozzle produce poco vantaggio.

Il beneficio è maggiore su parti grandi con lunghi tratti, layer relativamente spessi e infill veloce, dove la portata rappresenta effettivamente il collo di bottiglia.

Il risultato di 30 mm³/s è quindi un risultato della nozzle, non una promessa sul tempo di stampa

Una CORE One potrebbe teoricamente utilizzare quei 30 mm³/s in un tratto sufficientemente lungo, ma l’intero modello continuerà a essere influenzato da decine di altri limiti.

È particolarmente importante quando si confrontano prodotti commerciali.

La domanda corretta non è:

“questa nozzle fa 30 mm³/s?”

ma:

“per quanto tempo, con quale materiale, a quale temperatura e mantenendo quale livello di qualità può sostenere 30 mm³/s?”

Questa è anche la ragione per cui protocolli differenti producono valori molto diversi per la stessa nozzle.

Il risultato più convincente è il confronto tra i prototipi realizzati nello stesso acciaio

Tolto il confronto commerciale, l’esperimento conserva un dato molto chiaro:

straight MS1 ≈ 23 mm³/s

contro

FUGE-style MS1 ≈ 30 mm³/s.

La materia prima, il processo produttivo, il diametro nominale e la macchina rimangono sostanzialmente gli stessi.

A cambiare è soprattutto la geometria interna.

Questo rende difficile attribuire l’intero miglioramento ad altro.

Allo stesso tempo la spiral nozzle, pur disponendo di molta superficie, mostra una pressione elevata; la variante con ostacoli si comporta peggio. La geometria deve quindi essere ottimizzata nella sua totalità.

Il progetto mostra anche un uso molto concreto della stampa 3D metallica per il mondo maker

La maggior parte degli utenti desktop non possiederà mai una macchina PBF-LB/M.

Non è necessario.

La diffusione dei service online permette di inviare un file CAD e ricevere piccole parti in acciaio, alluminio, titanio o altre leghe senza acquistare l’attrezzatura.

Il costo di circa sei dollari dichiarato da Sanladerer per questi piccoli blank è particolarmente significativo, anche se dipende naturalmente da fornitore, quantità, orientamento, materiale, spedizione e periodo.

La barriera economica per sperimentare geometrie metalliche complesse sta quindi diminuendo.

Rimane necessario disporre di competenze di lavorazione

La stampa metallica non ha eliminato il tornio dall’esperimento.

Il foro finale da 0,4 mm, il filetto e le superfici funzionali hanno richiesto lavorazioni successive.

È una lezione utile anche per chi osserva l’AM industriale: la stampa 3D raramente sostituisce l’intera catena produttiva.

Molto spesso il processo più efficiente è:

stampa per la complessità interna + CNC per precisione e superfici.

Esattamente quello che Sanladerer ha fatto in scala maker con le proprie nozzle.

Il prossimo test interessante sarebbe la stessa FUGE in materiali differenti

Per capire quanto margine resti realmente alla geometria sarebbe particolarmente utile costruire la stessa nozzle:

• in MS1;
• ottone o lega di rame;
• rame ad alta conducibilità;
• configurazione bimetallica.

Mantenendo costanti tutte le altre variabili si potrebbe separare il contributo della geometria da quello del materiale.

Allo stesso modo sarebbe utile confrontare PLA, PETG e ABS/ASA a temperature definite.

Si potrebbe quindi costruire una vera flow map della nozzle invece di un unico valore massimo.

Sarebbe importante misurare anche la qualità meccanica delle parti

Una seconda serie di prove dovrebbe stampare provini alla stessa geometria ma a portate crescenti.

Test di trazione potrebbero verificare se l’adesione interlayer diminuisce quando la portata si avvicina al massimo.

Questo permetterebbe di distinguere:

maximum extrusion flow

da

maximum useful printing flow.

È una differenza fondamentale per un utilizzatore che desidera parti funzionali e non semplicemente il record di estrusione.

La FUGE-style sembra comunque offrire il miglior compromesso dell’esperimento

Secondo l’interpretazione di Sanladerer, la geometria ispirata a E3D FUGE risulta complessivamente la più equilibrata.

Non è l’unica a raggiungere il massimo di 30 mm³/s, ma combina:

• buona portata;
• incremento progressivo della forza;
• resistenza al flusso più contenuta alle portate intermedie rispetto alla spirale;
• architettura interna relativamente semplice;
• singolo canale anziché molti piccoli passaggi.

È esattamente la filosofia che E3D aveva indicato presentando FUGE: aumentare fortemente lo scambio termico senza costruire una melt zone inutilmente lunga o una rete di canali difficile da gestire.

La notizia è quindi meno “una nozzle fatta in casa batte Prusa” di quanto suggerisca il numero finale

Il test non dimostra una superiorità generale sulla nozzle Prusa/E3D.

Nel punto massimo individuato dalla load cell, la FUGE-style e la X raggiungono lo stesso valore di 30 mm³/s della high-flow di riferimento.

La cosa notevole è che ci riescano attraverso prototipi in MS1 realizzati con metal AM e rifiniti artigianalmente, e che la nozzle straight costruita nello stesso materiale si fermi nettamente prima.

Il risultato diventa quindi soprattutto una validazione indipendente del principio secondo cui appiattire o ristrutturare il percorso del filamento può migliorare notevolmente l’efficienza termica senza rendere più lunga la melt zone.

È anche una dimostrazione interessante del rapporto tra aziende e community nella stampa 3D: E3D presenta un concetto industriale, un maker esperto ne studia il principio, utilizza un service di metal additive manufacturing per costruire varianti impossibili da realizzare facilmente in officina e ne misura il comportamento con una stampante commerciale e un banco prova.

E il dato forse più interessante arriva proprio dalla nozzle più semplice tra quelle high-flow sperimentate. Il FUGE-style non cerca di moltiplicare indefinitamente canali e ostacoli: trasforma il filamento cilindrico in una sezione piatta, aumentando l’area riscaldata e accorciando il percorso termico. Nel test di Sanladerer questo è bastato per portare un prototipo in maraging steel da un riferimento di circa 23 mm³/s della geometria straight fino a 30 mm³/s.

Se la futura implementazione E3D riuscirà a combinare lo stesso principio con materiali più conduttivi, produzione ripetibile e un buon controllo della pressione, FUGE potrebbe rappresentare un’evoluzione importante delle high-flow nozzle. Ma l’esperimento ha già dimostrato qualcosa di più generale: nell’FFF ad alta velocità, la forma interna di pochi millimetri di metallo può diventare decisiva quanto motori, accelerazioni e firmware nel determinare quanto velocemente la macchina può realmente stampare.

Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI).