Welcher Filamentdurchmesser ist besser: 1,75 mm oder 3 mm?

Der folgende Artikel versucht, die Unterschiede zwischen Filamenten mit einem Durchmesser von 1,75 mm und 3 mm zu klären (3 mm Filament bedeutet den gleichen Durchmesser wie 2,85 mm). Dies ist ein Zweifel, den viele 3D-Druck-Anwender in der Regel vor dem Kauf eines 3D-Druckers haben.

Viele professionelle und industrielle 3D-Drucker (die meisten verwenden ein Bowdensystem, um das Trägheitsmoment, das durch das Gewicht der Motoren erzeugt wird, in der HotEnd-Achse zu reduzieren und somit eine höhere Druckpräzision zu erreichen) verwenden Filament mit 3 mm Durchmesser.

Einer der Gründe, warum wir bei diesem Maschinentyp 3 mm und nicht 1,75 mm verwenden, ist, dass der Extrudermotor viel weniger arbeiten muss. Hier erklären wir warum:

Wenn man davon ausgeht, dass unter theoretischen Bedingungen ein 3D-Drucker mit dem Ritzel ein Filament mit einem Radius R=10 mm verdrängt, würde er bei 10 Umdrehungen mit einem 1,75 mm Filament (z.B. PLA 1,75 mm) 1511,29 mm³ Kunststoffvolumen verdrängen. Um das gleiche Volumen mit einem 3 mm Filament (z.B. PLA 3 mm) zu verdrängen, müsste das Extruderritzel nur 3,4 Umdrehungen machen.

Ahora hacemos las operaciones anteriores de forma inversa para obtener las vueltas que debe girar el mismo piñón del motor del extrusor con un filamento de 3 mm:

Diese Reduktion begünstigt bei 3D-Drucken von langer Dauer, da mit dem 1,75-mm-Filament die Motoren durch die schnellen Bewegungen, die Sie machen müssen, um das Material zu drücken und zurückzuziehen, überhitzt werden können, wodurch Schritte verloren gehen und das gesamte Stück, das gedruckt werden sollte, ruiniert wird. Ein weiterer Vorteil des geringeren Fadenvorschubs ist, dass das Ritzel beim Zurückziehen weniger Faden markiert.

Bild 1: Zu sehen ist der Längenunterschied, den der Extrudermotor markiert, um die gleiche Menge an Volumen für das 1,75 mm und 3 mm Filament zu extrudieren.

Bei der Verwendung von flexiblen (Filaflex oder TPU) oder zerbrechlichen (Lay-Woo3D) Materialien hat das 3-mm-Filament den Vorteil, dass es sich besser biegen lässt als das gleiche Filament in 1,75 mm. Außerdem bleibt das Material dank dieses Widerstands beim Aufwickeln straffer, was den Herstellern hilft, Spulen mit einer nahezu perfekten Ausrichtung und frei von Überlappungen zu erzielen.

Am Anfang war das Filament 3 mm, weil es so einfach war, es in diesem Maß mit einer akzeptablen Toleranz herzustellen, aber mit der Weiterentwicklung der Technologie haben die großen Hersteller von 3D-Druckern die Änderung auf 2,85 mm (Nr. 4 Zoll) gefordert, weil es ein Standardmaß in der Welt der industriellen Fertigung ist, wo es Werkzeuge mit diesem Durchmesser und sehr genau gibt.

Diese Änderung begünstigt auch 3D-Drucker mit Bowdensystem, da diese Systeme PTFE-Schläuche mit einem Innendurchmesser von 1/8" (3,175 mm) verwenden. Wenn Sie also ein 3-mm-Filament mit einer Toleranz von ±0,05 verwenden (seien Sie vorsichtig mit Filamenten minderer Qualität, die Bereiche von 3,2 mm haben können), kann das Material sehr eng durch den PTFE-Schlauch gleiten, was eine hohe Reibung verursacht, die zu Sprüngen im Extruder oder sogar zu einem totalen Stau führt. Dies geschieht in der Regel nur bei minderwertigen Filamenten, die nicht der vom Hersteller angegebenen Toleranz entsprechen.

Mit dem Direct System wird das Filament sofort in das HotEnd eingeführt und daher tritt dieses Problem nicht auf, egal ob 2,85 mm oder 3 mm verwendet werden. Dieses Maß von 3 mm ist auch für die Verwendung mit größeren Düsendurchmessern als normal (0,8 mm, 1 mm, 1,2 mm oder mehr) vorteilhaft, um eine gute Kontrolle des Materials zwischen Ein- und Ausgang der Düse zu haben. Es ist offensichtlich, dass bei einem Düsendurchmesser, der kleiner als üblich ist (0,35 mm, 0,3 mm, 0,25 mm oder weniger), die Verwendung eines 3-mm-Filaments den Nachteil mit sich bringt, dass eine niedrige Extrusionsgeschwindigkeit verwendet werden muss, was zu Materialresten im Stück führen kann. Im vorherigen Fall ist die beste Option die Verwendung von 1,75 mm Filament, das in Kombination mit kleinen Düsendurchmessern sehr kleine Modelle mit vielen Details ermöglicht.

Imagen 2: Sistema Bowden de Tumaker Voladora

Bild 3: Mendel Max XL Direct System

Dieser 1,75-mm-Durchmesser hat einen geringeren Biegewiderstand und benötigt weniger Druck, um vom Extruder verdrängt zu werden, was ein einfacheres Extruderdesign als für das 3-mm-Filament sowie einfachere elektronische Komponenten impliziert und kann in jedem 3D-Drucker mit jeder Art von Extruder ohne große Schwierigkeiten verwendet werden (nicht zu verwechseln mit jeder Art von Antriebssystem).

Als abschließende Schlussfolgerung zu diesem Artikel und unter Berücksichtigung der Tatsache, dass dies keine triviale Angelegenheit ist, können wir sagen, dass das 1,75 nmm Filament eher für den nicht-professionellen Gebrauch geeignet ist, mit Desktop-3D-Druckern, in denen 3D-Drucke in der Regel nicht für viele Stunden oder Tage gemacht werden. Und im Gegensatz dazu ist das 3-mm-Filament eher für professionelle oder industrielle 3D-Drucker geeignet, in denen 3D-Drucke in der Regel sogar Tage gemacht werden, mit großem Durchmesser Düsen ausgegeben.