Studie enthüllt wahre Ausbeute von 1 kg 3D-Druck-Filament

Stellen Sie sich vor, Ihr 3D-Druckstift erschafft mit jedem Strich ganze Welten. Aber haben Sie sich jemals gefragt, wie weit ein einzelnes Kilogramm Filament tatsächlich reichen kann? Die Antwort ist keine einfache Zahl, sondern eine komplexe Berechnung, die von mehreren Faktoren beeinflusst wird.

Da die 3D-Drucktechnologie immer zugänglicher wird, sind verschiedene Materialien entstanden. Im Desktop-FDM-3D-Druck sind diese Kunststofffilamente besonders verbreitet, jedes mit einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen:

• PLA (Polymilchsäure): Ein biobasiertes Material, das aus nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke gewonnen wird. PLA ist beliebt für seine einfache Bedruckbarkeit, gute Festigkeit und glänzende Oberfläche, besonders geeignet für das Drucken bei niedrigen Temperaturen.
• ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol): Haltbarer und flexibler als PLA, erfordert aber höhere Drucktemperaturen. Wird oft für mechanische Teile verwendet.
• PETG (Polyethylenterephthalat-Glykol): Bietet eine ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit und FDA-Zertifizierung für Lebensmittelkontakt, wodurch es sich ideal für Anwendungen im Zusammenhang mit Lebensmitteln eignet.
• Nylon: Bekannt für außergewöhnliche Festigkeit und Haltbarkeit, neigt aber zur Feuchtigkeitsaufnahme und ist schwierig zu drucken. Seine glatte Oberfläche erschwert den Druck zusätzlich.
• PC (Polycarbonat): Verfügt über hohe Hitzebeständigkeit und mechanische Festigkeit, stellt aber höhere Anforderungen an die Druckausrüstung und erfordert typischerweise geschlossene Hochtemperaturdrucker.
• TPU (Thermoplastisches Polyurethan): Ein flexibles Filament, das sich perfekt für elastische Komponenten, flexible Verbinder und langlebige Werkzeuge eignet.

Diese Materialien werden typischerweise in zwei Standarddurchmessern verkauft: 1,75 mm und 2,85 mm. Die 1,75-mm-Variante ist aufgrund ihrer Fähigkeit, präzisere Drucke zu erzielen, weiter verbreitet.

Filament wird auf Spulen gewickelt, die von Probegrößen von 50 Gramm bis zu industriellen 10-Kilogramm-Rollen reichen. Für den Desktop-3D-Druck ist 1 Kilogramm die gebräuchlichste Spezifikation.

Nachdem Gewicht und Materialtyp bestimmt wurden, hängt die Filamentlänge hauptsächlich vom Durchmesser ab. Gängige Durchmesser sind 1,75 mm und 2,85 mm.

Die Materialdichte beeinflusst direkt, wie viel Filament auf eine Spule mit festem Gewicht gewickelt werden kann. Materialien mit geringerer Dichte wie PLA (ungefähr 1,24 g/cm³) ergeben längere Längen bei gleichem Gewicht. PETG mit höherer Dichte (etwa 1,27 g/cm³) führt zu kürzeren Rollen.

Spezialfilamente wie metallpulverinfundiertes CopperFill haben eine noch höhere Dichte (bis zu 3,9 g/cm³ oder mehr), wodurch die Länge erheblich reduziert wird. Beispielsweise könnten 1 Kilogramm CopperFill nur etwa 107 Meter ergeben.

Wie die Daten zeigen, hängt die Länge von 1 Kilogramm Filament von der Materialdichte und dem Durchmesser ab.

Wie viel Filament wird benötigt, um ein bestimmtes 3D-Modell zu drucken? Dies hängt von verschiedenen Slicing-Einstellungen ab, einschließlich Druckvolumen, Infill-Prozentsatz und Schichthöhe.

• Größere Modelle benötigen natürlich mehr Material. Höhere Modelle benötigen vertikal mehr Filament.
• Höhere Infill-Prozentsätze bedeuten mehr feste Innenräume, die mehr Kunststoff verbrauchen. Sparsames Infill spart Material.
• Kleinere Schichthöhen erstellen mehr Schichten und verbrauchen mehr Filament für eine feinere Auflösung.

Glücklicherweise können die meisten Slicing-Software wie Cura den Filamentverbrauch vor dem Drucken schätzen. Es gibt auch Online-Filamentrechner, die Schätzungen basierend auf Modelldimensionen und Druckeinstellungen liefern.

Als grobe Referenz kann das Drucken eines 15 cm hohen Modells mit 15 % Infill etwa 10-15 Meter 1,75-mm-Filament verbrauchen. Eine genaue Schätzung maximiert die Effizienz.

Um die Kosten zu senken und den Abfall beim Kauf und der Verwendung von Filament zu minimieren, sollten Sie diese Empfehlungen berücksichtigen:

• Kaufen Sie Markenqualität: Premium-Filamente behalten einen gleichmäßigen Durchmesser und eine gleichmäßige Dichte, wodurch sichergestellt wird, dass Sie die angegebene Länge erhalten. Günstigere Optionen können stärker variieren.
• Optimieren Sie die Slicing-Einstellungen: Aktivieren Sie "sparsames Infill", "Infill vor Wänden" und reduzieren Sie die Schichthöhe, um Material zu sparen und gleichzeitig die Druckqualität beizubehalten.
• Trocknen Sie das Filament richtig: Einige Materialien (wie Nylon) absorbieren Feuchtigkeit. Das Trocknen vor der Verwendung verhindert Blasen und erhält die Konsistenz.
• Recyceln Sie Kunststoff: Zerkleinern Sie fehlgeschlagene Drucke und übrig gebliebenes Filament zu Pellets und verwenden Sie dann eine Recyclingmaschine, um Ihr eigenes Filament zu extrudieren.

Durch die Maximierung der Filamenteffizienz kann jede Spule mehr Modelle produzieren. Die Zeit, die für die Optimierung aufgewendet wird, führt zu einer effizienteren Materialnutzung.

• Eine 1 kg Spule mit 1,75 mm Filament enthält typischerweise 107 bis 400 Meter, wobei die Länge je nach Dichte variiert.
• Der Infill-Prozentsatz, die Modellgröße und die Schichthöhe sind Schlüsselfaktoren, die den Filamentbedarf beeinflussen.
• Die Maximierung der Effizienz hängt von hochwertigen Materialien, optimierten Einstellungen und dem Kunststoffrecycling ab, wenn dies möglich ist.

Das genaue Wissen, wie viele Meter sich auf einer Spule befinden, hilft bei der Schätzung des Materialbedarfs für geplante 3D-Druckprojekte. Die Anpassung der Filamentmenge an Ihren Druckaufwand hilft, Abfall zu vermeiden.