Escolhendo o Filamento Certo: 1,75 mm vs 3 mm – Qual é o Melhor para Sua Impressora 3D

O seguinte artigo tenta esclarecer as diferenças entre os filamentos de diâmetro 1,75 mm e 3 mm (filamento de 3 mm é o mesmo diâmetro que 2,85 mm), uma questão que muitos usuários de impressão 3D tendem a ter antes de adquirir uma impressora 3D.

Muitas impressoras 3D profissionais e industriais que mais usam um Sistema Bowden (para reduzir o momento de inércia, gerado pelo peso dos motores, no eixo do HotEnd e assim ter mais precisão de impressão) usam filamento de diâmetro 3 mm.

Uma das coisas que usa 3 mm e não 1,75 mm neste tipo de máquinas, é porque o motor do extrusor tem que trabalhar muito menos. A seguir explicamos por quê:

Se assumirmos que, sob condições teóricas, uma impressora 3D com pinhão move um filamento com raio R=10 mm, girando 10 voltas com um filamento de 1,75 mm (por exemplo, PLA 1,75 mm), deslocaria 1511,29 mm³ de volume de plástico. Para mover o mesmo volume com um filamento de 3 mm (por exemplo, PLA 3 mm), o pinhão do extrusor precisaria apenas de 3,4 voltas.

Agora fazemos as operações anteriores em ordem inversa para obter as voltas que o mesmo pinhão do motor do extrusor com um filamento de 3 mm deve girar:

Esta redução favorece ao fazer impressões 3D de longa duração, pois com o filamento de 1,75 mm os motores podem superaquecer pelos movimentos rápidos que precisam fazer para empurrar e retrair o material, perder passos e arruinar a peça inteira que seria impressa. Outra vantagem de ter menos alimentação de filamento é que o pinhão marca menos quantidade de filamento no momento de fazer as retrações.

Imagem 1: A diferença de comprimento marcada pelo motor do extrusor pode ser vista ao extrudar a mesma quantidade de volume para o filamento de 1,75 mm e 3 mm

Ao usar materiais flexíveis (Filaflex ou TPU) ou frágeis (Lay-Woo3D), o filamento de 3 mm tem a vantagem de ser mais resistente à flexão que o mesmo filamento em 1,75 mm. Além disso, graças a esta resistência, o material permanece mais tenso ao enrolá-lo, o que ajuda os fabricantes a obter bobinas com alinhamento quase perfeito e livres de sobreposições.

No início, o filamento era de 3 mm devido à facilidade de fabricá-lo nessa medida com uma tolerância aceitável, mas à medida que a tecnologia evoluiu, os grandes fabricantes de impressoras 3D exigiram a mudança para 2,85 mm (nº 4 polegada) por ser uma medida padrão no mundo da fabricação industrial, na qual existem ferramentas desse diâmetro e muito precisas.

Esta mudança também favorece as impressoras 3D com Sistema Bowden, pois estes sistemas usam tubos PTFE de 1/8" (3,175 mm) de diâmetro interno, então se um filamento de 3 mm com tolerância de ± 0,05 for usado (Cuidado com filamentos de baixa qualidade que podem ter áreas de 3,2 mm) o material pode deslizar muito justo pelo tubo PTFE, causando um alto atrito que causará saltos no extrusor ou até um entupimento total com filamentos de baixa qualidade que não cumprem a tolerância indicada pelo fabricante.

Com o Sistema Direto, o filamento é introduzido no HotEnd imediatamente e, portanto, este problema não ocorre, independentemente do uso de 2,85 mm ou 3 mm. Esta medida de 3 mm também é favorável para usá-la com diâmetros de bico maiores que o normal (0,8 mm, 1 mm, 1,2 mm ou mais) para poder ter um bom controle de material entre a entrada e saída do bico. Como é evidente, com um bico de diâmetro menor que o habitual (0,35 mm, 0,3 mm, 0,25 mm ou menos), o uso de um filamento de 3 mm é um inconveniente por ser forçado a usar uma velocidade de extrusão baixa, o que pode resultar em rastros de material na peça. No caso anterior, a melhor opção é usar um filamento de 1,75 mm que, em combinação com diâmetros de bico pequenos, é possível obter modelos muito pequenos e detalhados.

Imagem 2: Tumaker Voladora Sistema Bowden

Imagem 3: Sistema Direto Mendel Max XL

Este diâmetro de 1,75 mm, tendo menos resistência à flexão, precisa de menos pressão para ser deslocado pelo extrusor, o que implica um design de extrusor mais simples que para o filamento de 3 mm, componentes eletrônicos mais simples e pode ser usado em qualquer impressora 3D com qualquer tipo de extrusor sem grande dificuldade (não confundir com qualquer tipo de sistema de acionamento).

Como conclusão final deste artigo e levando em conta que não é um assunto trivial, podemos dizer que o filamento de 1,75 mm é mais adequado para uso não profissional, com impressoras 3D desktop onde impressões 3D são frequentemente feitas por muitas horas ou dias. E, por outro lado, o filamento de 3 mm é mais adequado para impressoras 3D profissionais ou industriais onde impressões 3D de até dias são geralmente feitas, com diâmetros de saída grandes.