Studie onthult ware output van 1 kg 3D-printfilament

Stel je voor dat je 3D-pen hele werelden creëert met elke streek. Maar heb je je ooit afgevraagd hoe ver een enkele kilogram filament daadwerkelijk kan komen? Het antwoord is geen simpel getal, maar eerder een complexe berekening die door meerdere factoren wordt beïnvloed.

Naarmate 3D-printtechnologie steeds toegankelijker wordt, zijn er verschillende materialen ontstaan. In desktop FDM 3D-printen zijn deze plastic filamenten bijzonder gebruikelijk, elk met unieke eigenschappen en toepassingen:

• PLA (Polymelkzuur): Een bio-based materiaal afgeleid van hernieuwbare bronnen zoals maïszetmeel. PLA is populair vanwege zijn gemakkelijke printbaarheid, goede sterkte en glanzende afwerking, vooral geschikt voor printen bij lage temperaturen.
• ABS (Acrylonitrilbutadieenstyreen): Duurzamer en flexibeler dan PLA, maar vereist hogere printtemperaturen. Vaak gebruikt voor mechanische onderdelen.
• PETG (Polyethyleentereftalaatglycol): Biedt uitstekende chemische bestendigheid en FDA-certificering voor voedselcontact, waardoor het ideaal is voor toepassingen met betrekking tot voedsel.
• Nylon: Bekend om zijn uitzonderlijke sterkte en duurzaamheid, hoewel gevoelig voor vochtopname en lastig te printen. Het gladde oppervlak draagt bij aan de moeilijkheid van het printen.
• PC (Polycarbonaat): Heeft een hoge hittebestendigheid en mechanische sterkte, maar stelt meer eisen aan de printapparatuur, meestal vereist het gesloten printers met hoge temperaturen.
• TPU (Thermoplastisch Polyurethaan): Een flexibel filament perfect voor elastische componenten, flexibele connectoren en duurzaam gereedschap.

Deze materialen worden doorgaans verkocht in twee standaard diameters: 1,75 mm en 2,85 mm. De 1,75 mm-variant wordt vaker gebruikt vanwege zijn vermogen om nauwkeurigere prints te bereiken.

Filament wordt op spoelen gewikkeld, variërend van proefmaten van 50 gram tot industriële rollen van 10 kilogram. Voor desktop 3D-printen is 1 kilogram de meest voorkomende specificatie.

Na het bepalen van het gewicht en het materiaaltype, hangt de filamentlengte voornamelijk af van de diameter. Veelvoorkomende diameters zijn 1,75 mm en 2,85 mm.

Materiaaldichtheid heeft direct invloed op hoeveel filament op een spoel met een vast gewicht kan worden gewikkeld. Materialen met een lagere dichtheid zoals PLA (ongeveer 1,24 g/cm³) leveren langere lengtes op voor hetzelfde gewicht. PETG, met een hogere dichtheid (ongeveer 1,27 g/cm³), resulteert in kortere rollen.

Speciale filamenten zoals met metaalpoeder geïnfuseerd CopperFill hebben een nog hogere dichtheid (tot 3,9 g/cm³ of meer), waardoor de lengte aanzienlijk wordt verminderd. Zo kan 1 kilogram CopperFill slechts ongeveer 107 meter opleveren.

Zoals de gegevens laten zien, hangt de lengte van 1 kilogram filament af van de materiaaldichtheid en de diameter.

Hoeveel filament is er nodig om een bepaald 3D-model te printen? Dit hangt af van verschillende slice-instellingen, waaronder het printvolume, het percentage infill en de laagdikte.

• Grotere modellen hebben van nature meer materiaal nodig. Hogere modellen hebben verticaal meer filament nodig.
• Hogere infill-percentages betekenen meer solide interieurs, die meer plastic verbruiken. Sparse infill bespaart materiaal.
• Kleinere laagdikte creëren meer lagen, waarbij meer filament wordt gebruikt voor een fijnere resolutie.

Gelukkig kunnen de meeste slice-software zoals Cura het filamentgebruik schatten voordat er wordt geprint. Er zijn ook online filamentcalculators die schattingen geven op basis van modelafmetingen en printinstellingen.

Als een ruwe referentie, printen van een 15 cm hoog model met 15% infill kan 10-15 meter van 1,75 mm filament gebruiken. Nauwkeurige schatting maximaliseert de efficiëntie.

Overweeg de volgende aanbevelingen om de kosten te verlagen en afval te minimaliseren bij het kopen en gebruiken van filament:

• Koop kwaliteitsmerken: Premium filamenten behouden een consistente diameter en dichtheid, zodat u de aangegeven lengte krijgt. Goedkopere opties kunnen meer variëren.
• Optimaliseer slice-instellingen: Schakel "sparse infill", "infill before walls" in en verminder de laagdikte om materiaal te besparen en tegelijkertijd de printkwaliteit te behouden.
• Droog filament goed: Sommige materialen (zoals nylon) absorberen vocht. Drogen voor gebruik voorkomt bellen en behoudt de consistentie.
• Recycle plastic: Vermaal mislukte prints en overgebleven filament tot pellets en gebruik vervolgens een recyclingmachine om uw eigen filament te extruderen.

Het maximaliseren van de filamentefficiëntie zorgt ervoor dat elke spoel meer modellen kan produceren. Tijd besteed aan optimalisatie leidt tot efficiënter materiaalgebruik.

• Een spoel van 1 kg 1,75 mm filament bevat doorgaans 107 tot 400 meter, waarbij de lengte varieert per dichtheid.
• Infill-percentage, modelgrootte en laagdikte zijn belangrijke factoren die de filamentvereisten beïnvloeden.
• Het maximaliseren van de efficiëntie hangt af van kwaliteitsmaterialen, geoptimaliseerde instellingen en plastic recycling waar mogelijk.

Nauwkeurig weten hoeveel meter er op een spoel zit, helpt bij het schatten van de materiaalbehoeften voor geplande 3D-printprojecten. Het afstemmen van de filamenthoeveelheid op uw printwerkbelasting helpt afval te voorkomen.