Escolhendo Filamento 1,75 mm vs 3 mm para Impressão 3D: Prós, Contras e Orientação Especialista

Você pode ter entrado recentemente no mundo da impressão 3D e ainda não sabe que existem dois diâmetros padronizados de filamento. Também é possível que você tenha comprado uma impressora usada de alguém que construiu sua própria máquina há 10 anos, quando o diâmetro de filamento mais usado era 3 mm. Em qualquer caso, é útil saber que ambos os diâmetros estão disponíveis no mercado. Conhecer seus prós e contras é crucial para você decidir se está planejando adquirir uma impressora 3D.

Embora o padrão atual seja filamento de 1,75 mm, muitos fabricantes ainda produzem filamento de 3 mm. Opiniões sobre qual é o melhor vêm em todos os sabores, então você deve aprender sobre cada um e decidir por conta própria.

Se você não quer se aprofundar no assunto, recomendo que compre uma impressora 3D compatível com filamentos de 1,75 mm. Na verdade, a menos que você tenha um propósito muito específico em mente que exija um bico de 3 mm, eu sempre recomendo seguir o padrão de 1,75 mm. O padrão de mercado está claramente definido, e alguns especialistas também argumentam que ficará mais difícil e caro obter um carretel de filamento de 3 mm menos popular a cada ano que passa.

Apresento as vantagens e desvantagens mais importantes de cada filamento na tabela a seguir.

	Filamento 1,75 mm	Filamento 3 mm
Velocidade de impressão (maior)	X	O
Requisitos de energia (menores)	X	O
Peso do componente (mais leve)	X	O
Disponibilidade no mercado (maior)	X	O
Requisitos de tolerância dimensional	O	X
Facilidade de emaranhar (menor)	O	X
Flexão do filamento (menor)	O	X
Absorção de umidade (menor)	O	X
Fluxo do extrusor (maior)	O	X
Sistema Bowden (maior compatibilidade)	O	X
Preço de mercado (menor)	X	O
Oozing / gotejamento (menor)	X	O
Precisão de impressão (maior)	X	O

Qual diâmetro de filamento é o mais popular na impressão 3D?

O diâmetro mais popular usado na impressão 3D é definitivamente 1,75 mm. A porcentagem de usuários que usam este diâmetro cresce constantemente a cada dia, inclinando a balança a favor do filamento mais fino. Virtualmente todos os fabricantes de impressoras 3D domésticas vendem exclusivamente máquinas compatíveis com 1,75 mm.

Se você encontrar algum problema com sua impressora (o que acontecerá), seja no hardware, firmware ou qualquer componente de hardware ou software, você pode facilmente procurar a solução em qualquer fórum na web (e no 3dsolved.com 😀). Isso se, e somente se, você tiver uma impressora de 1,75 mm. Caso contrário, a ajuda que você obterá será muito pouca e provavelmente desatualizada.

Além disso, todas as melhorias e inovações na indústria estão sendo criadas quase exclusivamente com impressoras de 1,75 mm em mente.

Vantagens e desvantagens do filamento 1,75 mm para impressão 3D

Vantagens do filamento 1,75 mm para impressão 3D

Como mencionado anteriormente, o mercado decidiu escolher este diâmetro como padrão para o mercado de impressoras 3D hobbyistas ou desktop. No entanto, é interessante saber as razões por trás dessa tendência.

Maior velocidade de impressão

Para imprimir um objeto, é obviamente necessário derreter o filamento para colocá-lo de acordo com a versão digital do objeto. Isso significa que todo o plástico que atravessa o hotend deve atingir a temperatura de trabalho. O calor gerado no bloco de aquecimento é transmitido ao bico e ao cano em direção ao filamento em um simples processo de condução de calor. A velocidade com que o calor é transmitido da periferia do filamento para sua fibra central depende principalmente do tipo de plástico e sua geometria. Portanto, um filamento mais grosso leva mais tempo para atingir a mesma temperatura no núcleo.

Como leva menos tempo para derreter, a taxa de fluxo do filamento pelo bico pode ser aumentada, o que se traduz em um aumento na velocidade de impressão.

Menos energia necessária

Se analisarmos a seção transversal de ambos os filamentos, veremos que a área do filamento de 3 mm é quase 3 vezes maior que a de seu contraparte mais fino. Isso causa a pressão no bico também se multiplicar em comparação com o filamento de 1,75 mm. Para atingir esse nível de pressão, o extrusor deve gerar força suficiente, caso contrário, o motor de passo começará a perder (pular) passos.

O filamento de 1,75 mm requer menos força de empurrar. Em outras palavras, a máquina vai funcionar bem mesmo com motores de passo menores e menos potentes.

Redução do tamanho do extrusor

Como acabamos de dizer, extrudar um filamento mais grosso requer mais potência. Para resolver isso, os primeiros fabricantes usaram motores mais potentes para empurrar o filamento de 3 mm, com a consequência negativa de aumento no peso e volume do sistema de extrusão. Em sistemas de extrusão do tipo direto, essa massa adicional gera inércia excessiva que produz vibrações indesejadas. Estas são transmitidas ao objeto, resultando em um balanço terrível junto com ele.

O filamento de 1,75 mm pode ser usado com um extrusor sem redução de engrenagem, usando um motor de passo de torque menor (e, portanto, menor).

Maior disponibilidade no mercado

Devido ao fato de o filamento de diâmetro 1,75 mm ser o novo padrão, é mais fácil encontrar estoque para este diâmetro em qualquer loja de filamentos. A disponibilidade de cores e materiais também é maior, pois muitos fabricantes de filamentos não produzem carretéis de 3 mm. Revendedores também preferem manter um estoque maior de 1,75 mm, especialmente de PLA, pois é o filamento mais amplamente usado de todos.

Desvantagens do filamento 1,75 mm para impressão 3D

Embora haja muitas razões para escolher o filamento de 1,75 mm, também existem algumas desvantagens:

Tem uma tolerância dimensional menor

O número "1,75 mm" é um valor nominal, mas, na verdade, o filamento tem uma margem de tolerância em suas dimensões. Algumas seções podem ser mais finas, outras mais grossas. Até a seção transversal do fio pode ser uma elipse em vez de um círculo. A qualidade que a maioria dos fabricantes alcança hoje em dia é cada vez maior, mas não existe filamento 100% perfeito.

Uma variação de ± 0,1 mm representa uma porcentagem de erro maior em um filamento de 1,75 mm quando comparada com o mesmo desvio em 3 mm. Por este motivo, filamentos mais baratos tendem a causar entupimentos (devido a sobredimensão) ou sub-extrusão (devido a medidas menores) durante a impressão.

Independentemente desta desvantagem, os fabricantes conseguiram melhorar cada vez mais a tolerância máxima de seus filamentos. O caso mais extremo é o da Prusament, onde eles fornecem um código QR para revisar a qualidade de cada carretel individual de filamento que produziram. Segundo a foto abaixo, a tolerância daquele carretel estava bem dentro do diâmetro de um fio de cabelo humano.

Tende a se emaranhar

Como o filamento de 1,75 mm é mais fino e leve, se perdermos a ponta do filamento ao manusear a bobina, ele pode se emaranhar com ele mesmo. O "nó" pode ser difícil de ver, e a maioria dos usuários iniciará a impressão sem saber que o problema é iminente. Depois de um tempo, o filamento trava, o que estraga a impressão e pode danificar seriamente a impressora.

Dobra mais facilmente

Ao imprimir objetos com filamentos flexíveis (como TPU), usar um carretel de filamento de 1,75 mm pode levar a mais problemas em comparação com um de 3 mm. Ao atingir a área do bico, o filamento aumenta a tensão ao longo de seu eixo. Esta compressão fará com que o filamento dobre em qualquer área livre entre o cano e o extrusor. Se a impressora for do tipo Bowden, o problema aumenta ainda mais.

Vantagens e desvantagens do filamento 3 mm

Vantagens do filamento 3 mm para impressão 3D

Pelo que vimos até agora, parece que o filamento de 1,75 mm é muito melhor que o de 3 mm, mas há algumas vantagens ao imprimir com um filamento mais grosso.

Absorve menos umidade:

Embora você possa pensar o contrário, o filamento mais grosso é menos afetado pela umidade. Como tem uma razão superfície/volume menor, e seu exterior satura antes, preservando seu interior.

Permite fluxo de extrusão aumentado

Em combinação com um bico mais largo, o filamento de 3 mm pode ser extrudado em uma taxa de fluxo muito alta. Definindo parâmetros de impressão adequados, um aumento na velocidade de impressão pode ser alcançado em objetos muito grandes. Confira o vídeo a seguir, onde um objeto é impresso usando um bico de 2 mm.

Seria impossível imprimir tal objeto com filamento de 1,75 mm. Para começar, o diâmetro seria menor que o diâmetro do bico, o que significa que passaria sem ser comprimido pelo cilindro do bico. Isso levaria a uma enorme perda de precisão.

É mais adequado para sistema Bowden:

A principal desvantagem de usar uma impressora com sistema do tipo Bowden é que o filamento tende a dobrar ou comprimir ao longo do caminho, enquanto com um filamento mais grosso, é mais difícil que isso aconteça.

Desvantagens do filamento 3 mm para impressão 3D

Não deve ser surpresa que as escolhas de diâmetro menos populares também venham com suas desvantagens. Se não causadas por mero azar, o mercado escolheu quase abandonar este diâmetro pelos seguintes motivos:

Geralmente mais caro:

Os custos de produção são mais altos ao fabricar filamento de 3 mm. Isso acontece porque os fabricantes estão produzindo cada vez mais filamento de 1,75 mm, e há um mercado mais competitivo. Isso não é causado por alguma característica inerente a este diâmetro, mas por simples economias de escala.

Oozing / gotejamento aumentado

O volume de fusão é maior neste tipo de hotends, o que significa que a ponta do bico goteja muito mais no início da impressão. Também é mais difícil definir parâmetros corretos de velocidade e distância de retração. Você pode ter experimentado algo semelhante se já imprimiu um objeto com um bico maior (0,8 mm, por exemplo).

Menor precisão dimensional:

Embora isso seja definido pela largura do bico, não poderíamos usar um bico de 0,1 mm em combinação com um sistema de extrusão de 3 mm, pois a pressão no hotend seria muito alta, mesmo para extrusores com engrenagem de redução. Isso se traduz na maioria dos bicos tendo um diâmetro maior, que é a causa real da perda de precisão.

Por que existem dois padrões de diâmetro de filamento na impressão 3D?

Há alguns anos, a impressão 3D era uma tecnologia reservada para universidades ou pesquisadores. Quando tiveram que escolher o material de entrada para suas máquinas, optaram pela rota de 3 mm, pelo simples fato de que este diâmetro já estava disponível. Carretéis de 3 mm eram usados para soldar peças de ABS feitas por meio de outras tecnologias, como injeção de plástico, então os primeiros designers pegaram algo que já existia e construíram suas máquinas em torno disso.

Assim que o projeto RepRap nasceu, muitos fabricantes e makers de impressoras 3D perceberam que usar filamento mais fino poderia otimizar as capacidades de extrusão de suas impressoras enquanto reduzia o tamanho de muitos componentes. Desde então, o filamento de 1,75 mm tornou-se o padrão na impressão 3D, embora a maioria dos fabricantes de filamentos continue a fornecer ambos os tamanhos aos seus clientes.

Você pode imprimir filamento de 3 mm em uma máquina de 1,75 mm?

Se você comprou um carretel de 3 mm por engano, a primeira coisa que deve tentar é devolvê-lo ao vendedor. Se o vendedor decidir não trocar o carretel por outro, você pode tentar vender o filamento para um usuário de 3 mm. Este não é um conselho muito útil, pois você provavelmente quer saber se pode usar seu carretel de 3 mm com sua impressora de 1,75 mm.

O filamento de 3 mm não cabe nos furos de um extrusor de 1,75 mm, então você não poderia usá-lo mesmo se tentasse. Se você tem alguma impressora 3D estranha e obscura onde o filamento de 3 mm cabe, você ainda não deve usá-lo. Como a máquina inteira foi projetada para ser usada com filamento de 1,75 mm, você corre alto risco de danificar permanentemente algum componente.

O filamento de diâmetro 3 mm é na verdade 2,85 mm?

Se você medir o diâmetro de um filamento de 3 mm usando um paquímetro, notará que ele na verdade mede cerca de 2,85 mm. Isso se deve principalmente ao fato de tubos de PTFE terem um diâmetro interno de 3 mm (nominal), o que faria o filamento travar se houvesse interferência em algum ponto do caminho. Se você possui uma impressora 3D de 3 mm, confira a folha de dados do fabricante para definir corretamente este parâmetro no software do fatiador. Alterar o diâmetro do filamento no fatiador também é equivalente a alterar a taxa de fluxo.

Você pode converter uma impressora de 3 mm para ser compatível com 1,75 mm?

É muito possível transformar sua impressora de 3 mm em uma de 1,75 mm. Na verdade, é mais fácil do que eu pensava até recentemente. Você só precisa trocar os componentes do sistema de extrusão, do extrusor ao hotend.

Confira o vídeo a seguir onde o incrível Thomas Sanladerer passa por este processo em um tutorial fácil passo a passo.

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