Badania ujawniają rzeczywistą wydajność 1 kg filamentu do druku 3D

Wyobraź sobie, że Twój długopis do druku 3D tworzy całe światy z każdym pociągnięciem. Ale czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak daleko może sięgnąć jeden kilogram filamentu? Odpowiedź nie jest prostą liczbą, ale raczej złożonym obliczeniem, na które wpływa wiele czynników.

Ponieważ technologia druku 3D staje się coraz bardziej dostępna, pojawiły się różne materiały. W druku 3D FDM na biurku te plastikowe filamenty są szczególnie powszechne, każdy z unikalnymi właściwościami i zastosowaniami:

• PLA (kwas polimlekowy): Materiał na bazie biologicznej, pochodzący ze źródeł odnawialnych, takich jak skrobia kukurydziana. PLA jest popularny ze względu na łatwość drukowania, dobrą wytrzymałość i błyszczące wykończenie, szczególnie odpowiedni do drukowania w niskich temperaturach.
• ABS (akrylonitryl butadien styren): Bardziej trwały i elastyczny niż PLA, ale wymaga wyższych temperatur drukowania. Często używany do części mechanicznych.
• PETG (glikol polietylenotereftalanu): Oferuje doskonałą odporność chemiczną i certyfikat FDA dopuszczający do kontaktu z żywnością, co czyni go idealnym do zastosowań związanych z żywnością.
• Nylon: Znany z wyjątkowej wytrzymałości i trwałości, choć podatny na wchłanianie wilgoci i trudny do drukowania. Jego gładka powierzchnia zwiększa trudności drukowania.
• PC (poliwęglan): Charakteryzuje się wysoką odpornością na ciepło i wytrzymałością mechaniczną, ale wymaga więcej od sprzętu do drukowania, zazwyczaj wymagając zamkniętych drukarek wysokotemperaturowych.
• TPU (termoplastyczny poliuretan): Elastyczny filament idealny do elementów elastycznych, elastycznych złączy i trwałych narzędzi.

Materiały te są zwykle sprzedawane w dwóch standardowych średnicach: 1,75 mm i 2,85 mm. Wariant 1,75 mm jest szerzej stosowany ze względu na możliwość uzyskania bardziej precyzyjnych wydruków.

Filament jest nawijany na szpule o wielkości od próbnych 50 gramów do przemysłowych rolek 10-kilogramowych. W przypadku druku 3D na biurku, 1 kilogram jest najczęstszą specyfikacją.

Po określeniu wagi i rodzaju materiału, długość filamentu zależy przede wszystkim od średnicy. Typowe średnice to 1,75 mm i 2,85 mm.

Gęstość materiału bezpośrednio wpływa na to, ile filamentu można nawinąć na szpulę o ustalonej wadze. Materiały o niższej gęstości, takie jak PLA (około 1,24 g/cm³), dają większe długości dla tej samej wagi. PETG, o wyższej gęstości (około 1,27 g/cm³), skutkuje krótszymi rolkami.

Specjalistyczne filamenty, takie jak CopperFill z proszkiem metalowym, mają jeszcze wyższą gęstość (do 3,9 g/cm³ lub więcej), co znacznie zmniejsza długość. Na przykład, 1 kilogram CopperFill może zapewnić tylko około 107 metrów.

Jak pokazują dane, długość 1 kilograma filamentu zależy od gęstości materiału i średnicy.

Ile filamentu potrzeba do wydrukowania konkretnego modelu 3D? Zależy to od różnych ustawień krojenia, w tym objętości druku, procentu wypełnienia i wysokości warstwy.

• Większe modele naturalnie wymagają więcej materiału. Wyższe modele potrzebują więcej filamentu w pionie.
• Wyższe procenty wypełnienia oznaczają bardziej solidne wnętrza, zużywając więcej plastiku. Rzadkie wypełnienie oszczędza materiał.
• Mniejsze wysokości warstw tworzą więcej warstw, zużywając więcej filamentu dla lepszej rozdzielczości.

Na szczęście, większość oprogramowania do krojenia takiego jak Cura może oszacować zużycie filamentu przed drukowaniem. Istnieją również internetowe kalkulatory filamentu, które dostarczają szacunków w oparciu o wymiary modelu i ustawienia drukowania.

Jako przybliżone odniesienie, drukowanie 15-centymetrowego modelu z 15% wypełnieniem może zużyć 10-15 metrów filamentu 1,75 mm. Dokładne oszacowanie maksymalizuje wydajność.

Aby obniżyć koszty i zminimalizować straty przy zakupie i użytkowaniu filamentu, rozważ następujące zalecenia:

• Kupuj markowe produkty: Filamenty premium utrzymują stałą średnicę i gęstość, zapewniając uzyskanie deklarowanej długości. Tańsze opcje mogą się bardziej różnić.
• Zoptymalizuj ustawienia krojenia: Włącz „rzadkie wypełnienie”, „wypełnienie przed ścianami” i zmniejsz wysokość warstwy, aby oszczędzać materiał przy jednoczesnym zachowaniu jakości druku.
• Prawidłowo osusz filament: Niektóre materiały (jak nylon) pochłaniają wilgoć. Suszenie przed użyciem zapobiega powstawaniu pęcherzyków i utrzymuje spójność.
• Recykling plastiku: Zmiel nieudane wydruki i resztki filamentu na granulki, a następnie użyj maszyny do recyklingu, aby wytłoczyć własny filament.

Maksymalizacja wydajności filamentu pozwala każdej szpuli wyprodukować więcej modeli. Czas poświęcony na optymalizację prowadzi do bardziej efektywnego wykorzystania materiału.

• Szpula 1 kg filamentu 1,75 mm zwykle zawiera od 107 do 400 metrów, a długość zmienia się w zależności od gęstości.
• Procent wypełnienia, rozmiar modelu i wysokość warstwy to kluczowe czynniki wpływające na wymagania dotyczące filamentu.
• Maksymalizacja wydajności zależy od wysokiej jakości materiałów, zoptymalizowanych ustawień i recyklingu tworzyw sztucznych, jeśli to możliwe.

Dokładne poznanie liczby metrów na szpuli pomaga oszacować zapotrzebowanie na materiał dla planowanych projektów druku 3D. Dopasowanie ilości filamentu do obciążenia drukowania pomaga uniknąć marnotrawstwa.