De juiste filament kiezen: 1,75 mm vs 3 mm – wat is het beste voor uw 3D-printer

Afbeelding 1: Filament diameter vergelijking

Het volgende artikel probeert de verschillen tussen de filamenten van diameter 1,75 mm en 3 mm (3mm filament is dezelfde diameter en 2,85 mm) te verduidelijken, een vraag die veel 3D-printgebruikers hebben voordat ze een 3D-printer aanschaffen.

Veel professionele en industriële 3D-printers die een Bowden-systeem gebruiken om het inertiemoment te verminderen, gegenereerd door het gewicht van de motoren, op de as van de HotEnd en dus meer printprecisie te hebben, gebruiken 3 mm diameter filament.

Een van de dingen die 3 mm en niet 1,75 mm in dit type machines gebruikt, is omdat de extrudermotor veel minder hoeft te werken. Vervolgens leggen we uit waarom:

Als aangenomen wordt dat onder theoretische omstandigheden een 3D-printer met tandwiel een filament met straal R=10 mm beweegt, draaiend 10 omwentelingen met een filament van 1,75 mm (bijvoorbeeld PLA 1,75 mm) zou 1511,29 mm³ plastic volume verplaatsen. Om hetzelfde volume te verplaatsen met een 3 mm filament (bijvoorbeeld PLA 3 mm), hoeft het extrudertandwiel slechts 3,4 omwentelingen te draaien.

Afbeelding 2: Berekening volumeverplaatsing 1.75mm vs 3mm

Nu doen we de vorige bewerkingen in omgekeerde volgorde om de omwentelingen te verkrijgen die hetzelfde tandwiel van de extrudermotor met een filament van 3mm moet draaien:

Afbeelding 3: Omgekeerde berekening

Deze reductie gunstigt bij het maken van langdurige 3D-prints, aangezien met het filament van 1,75mm de motoren kunnen oververhit raken door de snelle bewegingen die ze moeten maken om het materiaal te duwen en terug te trekken, stappen kwijtraken en het hele stuk dat geprint moest worden ruïneren. Een ander voordeel van minder filamentvoeding is dat het tandwiel minder hoeveelheid filament markeert op het moment van de retractions.

Afbeelding 4: Lengteverschil gemarkeerd door extrudermotor voor zelfde volume 1.75mm vs 3mm

Bij het gebruik van flexibele materialen (Filaflex of TPU) of kwetsbare (Lay-Woo3D) heeft het 3mm filament het voordeel meer weerstandsfähig tegen buigen te zijn dan hetzelfde filament in 1,75 mm. Bovendien, dankzij deze weerstand, blijft het materiaal meer gespannen wanneer het opgerold wordt, wat fabrikanten helpt om spoelen met een bijna perfecte uitlijning en vrij van overlappingen te krijgen.

In het begin was het filament 3mm vanwege de gemakkelijkheid van het fabriceren ervan in die mate met een acceptabele tolerantie, maar naarmate de technologie is geëvolueerd, hebben de grote fabrikanten van 3D-printers de verandering naar 2,85 mm (nr 4 inch) gevraagd omdat het een standaardmaat is in de wereld van industriële fabricage, waarin er tools van deze diameter zijn en zeer nauwkeurig.

Deze verandering gunstigt ook de 3D-printers met Bowden-systeem, aangezien deze systemen PTFE-buizen van 1/8" (3,175 mm) binnendiameter gebruiken, dus als een 3 mm filament met een tolerantie van ± 0,05 wordt gebruikt (Let op lage kwaliteitsfilamenten die gebieden van 3,2 mm kunnen hebben) kan het materiaal heel just door de PTFE-buiz gleiten, wat hoge wrijving veroorzaakt die sprongen in de extruder of zelfs een totale verstopping met lage kwaliteitsfilamenten die niet voldoen aan de door de fabrikant aangegeven tolerantie zal veroorzaken.

Met het Direct-systeem wordt het filament direct in de HotEnd geïntroduceerd en daarom treedt dit probleem niet op, ongeacht het gebruik van 2,85 mm of 3 mm. Deze maat van 3 mm is ook gunstig om te gebruiken met nozzeldiameters groter dan normaal (0,8 mm, 1 mm, 1,2 mm of meer) om een goede controle van materiaal tussen de in- en uitgang van de nozzel te hebben. Zoals het duidelijk is, met een nozzel van kleinere diameter dan normaal (0,35 mm, 0,3 mm, 0,25 mm of minder) is het gebruik van een 3 mm filament een ongemak gedwongen om een lage extrusiesnelheid te gebruiken, wat sporen van materiaal in het stuk kan resulteren. In het vorige geval is de beste optie om een 1,75 mm filament te gebruiken dat, in combinatie met kleine nozzeldiameters, het mogelijk maakt om heel kleine en gedetailleerde modellen te verkrijgen.

Afbeelding 5: Tumaker Voladora Bowden Systeem

Afbeelding 6: Direct Systeem Mendel Max XL

Deze diameter van 1,75 mm, met minder weerstand tegen buigen, heeft minder druk nodig om te worden verplaatst door de extruder, wat een eenvoudiger extruderontwerp impliceert dan voor het 3 mm filament, eenvoudigere elektronische componenten en kan in elke 3D-printer met elk type extruder zonder grote moeilijkheid worden gebruikt (niet te verwarren met elk type aandrijvingssysteem).

Als een definitieve conclusie van dit artikel en rekening houdend met het feit dat het geen triviale kwestie is, kunnen we zeggen dat het 1,75 mm filament geschikter is voor niet-professioneel gebruik, met desktop 3D-printers waar 3D-prints vaak gedurende veel uren of dagen worden gemaakt. En aan de andere kant, is het 3 mm filament geschikter voor professionele of industriële 3D-printers waar 3D-prints van zelfs dagen gewoonlijk worden gemaakt, met grote uitlaatdiameters.