Dichtheden en lengtes in 3D-printfilamenten

Een van de grootste dagelijkse twijfels onder gebruikers van 3D-printen is het kennen van de dichtheid van het filament die ze zullen gebruiken om te weten hoeveel materiaal ze zullen verbruiken, en dus hoeveel materiaal ze nodig hebben om een ​​stuk in 3D te printen. De (absolute) dichtheid is een scalaire grootheid die verwijst naar de hoeveelheid massa in een bepaald volume van een stof. Gewoonlijk kunt u met 3D-printsoftware (Cura, Simplify3D...) de totale filamentlengte verkrijgen die zal worden gebruikt om het 3D-model af te drukken.

Het is op dit punt dat het probleem zich voordoet omdat niet alle fabrikanten de dichtheid van filamenten faciliteren. Hoewel de dichtheid heel eenvoudig te berekenen is, wetende de gloeidraadlengte van de spoel. Hier leest u hoe u de dichtheid kunt bepalen door de filamentlengte te kennen.

Zijn:

ρ:dichtheid (uitgedrukt in g/cm ³ )

m:Massa (uitgedrukt in g)

v:Volume (uitgedrukt in cm ³ )

S:oppervlakte (uitgedrukt in cm ² )

l:lengte (uitgedrukt in cm)

r:straal (uitgedrukt in cm)

We zullen altijd alle variabelen kennen behalve dichtheid of lengte, dus als we een van de twee kennen, kunnen we de andere vinden. Opgemerkt moet worden dat alle filamenten een afrondingsmarge hebben van ± 0,05 mm, dus dit veroorzaakt ook een uiteindelijke tolerantie in de berekeningen, maar wordt als verwaarloosbaar beschouwd.

In het geval dat u de dichtheid en de totale gloeidraadlengte van de spoel niet kent, kan de geschatte dichtheid altijd worden berekend uit een lengte van de gloeidraad van de spoel. Je zou de massa moeten kennen ("wegen" van het stuk gloeidraad op een precisieschaal) en de lengte van het stuk kennen, we zullen in staat zijn om de dichtheid van dat stuk gloeidraad te verkrijgen die kan worden geëxtrapoleerd naar de volledige spoel.

Als we bijvoorbeeld een spoel hebben van 1 kg PLA met een diameter van 1,75 mm en we weten dat de lengte van het filament van de spoel 335 meter is, kunnen we de dichtheid daarvan bepalen met de bovenstaande formule (gelijkwaardigheid moet in aanmerking worden genomen rekening van eenheden).

Als u de lengte uit de dichtheid wilt berekenen, wordt de eerder genoemde formule eenvoudig gewist. Als voorbeeld berekenen we de lengte van een spoel van 500 g ABS met een diameter van 2,85 mm wetende dat de dichtheid van dezelfde spoel 1,04 g/cm is ³ .

De volgende grafiek toont de dichtheden van de belangrijkste bekende 3D-printfilamenten zoals PLA, ABS, HiPS, FilaFlex, PP-Polypropyleen, PC-Polycarbonaat, PETG-Polyethyleen, Nylon, Proto-Pasta, geavanceerde materialen, enz. Zoals u kunt zien het PP-polypropyleen is het filament met de lagere dichtheid, dus het is geschikt voor het maken van lichtgewicht stukken, terwijl filamenten zoals de Proto-Paste van roestvrij staal een van de hoogste dichtheden hebben bij het transporteren van staaldeeltjes naar ouder van de PLA.