Quel diamètre de filament est meilleur: 1.75 mm ou 3 mm?

L’article suivant vise à clarifier les différences entre les filaments d’un diamètre de 1.75 mm et de 3 mm (on entend par filament de 3 mm celui d’un même diamètre et de 2.85 mm)ce qui est un doute que beaucoup d’utilisateurs d’impression 3D ont généralement avant d’acheter une imprimante 3D.

De nombreuses imprimantes 3D  professionnels et  industrielless (la plupart utilisent un Système Bowden pour réduire le moment d'inertie, généré par le poids des moteurs, dans l'axe du HotEnd et ainsi avoir une meilleure précision d'impression) utilisent un filament de 3 mm de diamètre. 

L'une des choses par laquelle est utilisée un diamètre de 3 mm et non 1.75 mm dans ce type de machines, c'est parce que le moteur de l'extrudeur doit travailler beaucoup moins. Nous expliquons ci-après pourquoi:

Si l'on suppose qu'une imprimante 3D  avec le pignon  déplace un le filament avec un rayon (R=10 mm), après avoir tourné 10 tours avec un filament de 1.75 mm, (par exemple PLA 1.75 mm) il déplace 1511.29 mm d'un volume de plastique. Pour déplacer le même volume avec un filament de 3 mm (par exemple PLA 3 mm) le pignon de l'extrusor seul a besoin de donner 3.4 tours.

Maintenant nous faisons les opérations antérieures de forme inverse pour obtenir les tours que doit tourner le même pignon du moteur de l'extrudeur avec un filament de 3mm :

Cette réduction favorise à l'heure de réaliser des impressions 3D d'une longue durée, puisque avec le filament de 1.75 mm moteurs peuvent devenir surchauffés par les mouvements rapides qu'ils doivent faire pour pousser et pour retraire le matériel, pour perdre des pas et pour ruiner toute la pièce qui était à être imprimée. Un autre avantage d'avoir moins avance de filament,c' est que le pignon marque moins quantité de filament à l'heure de faire les rétractions.

Figure 1: La différence de longueur marquée par le moteur de l'extrudeur peut être vue pour extruder la même quantité de volume pour le filament de 1.75 mm et 3 mm

Lorsque vous utilisez des matériaux flexibles (Filaflex ou TPU) ou fragiles (Lay-Woo3D) le filament 3 mm a l'avantage d'être plus résistant à la flexion que le même filament à 1.75 mm. En outre, grâce à cette résistance, le matériau reste plus tendu quand il s'agit de l'enrouler, ce qui aide les fabricants à obtenir des bobines avec un alignement presque parfait et exempt de chevauchements.

Dans les commencements le filament était de 3 mm par la facilité de lui fabriquer comme cette mesure avec une tolérance acceptable, mais à mesure que la technologie a évolué, les grands fabricants d'imprimantes 3D ont demandé le changement à 2.85 mm (nº 4 un pouce) pour être une mesure standard dans le monde de la fabrication industrielle, dans laquelle des outils de ce diamètre existent et très précises.

Ce changement favorise aussi aux imprimantes 3D avec le Système Bowden, puisque ces systèmes utilisent des tubes PTFE de 1/8 "(3.175 mm) d'un diamètre intérieur, par ce que si ±0,05 s'emploie un filament de 3mm avec une tolérance (un soin avec les filaments de basse qualité qui peuvent arriver à avoir des zones de 3.2 mm) le matériel peut qu'il est glissé très juste par le tube PTFE, en provoquant une haute friction qui provoquera des sauts dans l'extrudeur ou même une obstruction totale. Cela seul a l'habitude d'arriver avec les filaments de basse qualité qui ne s'acquittent pas de la tolérance que le fabricant indique.

Avec le Système Directe le filament s'introduit au HotEnd de forme immédiate et c'est pourquoi ce problème n'arrive pas, en étant indifférent l'utilisation de 2.85 mm ou 3 mm. Cette mesure de 3 mm est aussi favorable pour l'utiliser avec diamètres de nozzle plus grand du normal (0.8 mm, 1 mm, 1.2 mm ou plus) à on pouvoir avoir un bon contrôle de matériel entre l'entrée et la sortie de la buse. Comme c'est évident, avec un nozzle de diamètre inférieur à l'habituel (0.35 mm, 0.3 mm, 0.25 mm ou moins) le fait d'utiliser un filament de 3mm est un inconvénient quand est obligée à utiliser une basse vitesse d'extrusion, qui peut donner comme en ressorti des restes de matériel dans la pièce. Dans le cas antérieur la meilleure option est d'utiliser le filament de 1.75 mm qui en combinaison avec des diamètres de nozzle petits est possible d'obtenir les modèles.

Figure 2: Système Bowden de Tumaker Voladora

Figure 3: Système Direct de Mendel Max XL

Ce diamètre de 1.75 mm, avec moins de résistance de flexion, a besoin de moins de pression pour être déplacé par l'extrudeur, ce qui implique une conception plus simple d'extrudeur que pour le filament de 3mm, les composants électroniques plus simples et pouvoir être employé dans toute imprimante 3D avec n'importe quel type d'extrudeur sans difficulté majeure (ne confondez pas avec n'importe quel type de système d'entraînement).

Comme conclusion finale à cet article et en tenant en compte qui ne se fréquente pas d'un sujet banal, nous pouvons arriver à affirmer que le filament de 1.75 mm est plus approprié à un usage non professionnel, avec imprimantes 3D desktop dans que l'on n'a pas l'habitude de réaliser des impressions 3D de beaucoup d'heures ou des jours. Et au contraire le filament de 3mm est plus adapté aux imprimantes 3D profesisonels ou  industrielles où l'on imprime souvent en 3D pendant plusieurs jours, avec des nozzles avec grand diamètre de sortie.