Une étude révèle le rendement réel d'un kilogramme de filament d'impression 3D

Imaginez que votre stylo d'impression 3D crée des mondes entiers à chaque trait. Mais vous êtes-vous déjà demandé jusqu'où peut aller un seul kilogramme de filament ? La réponse n'est pas un nombre simple, mais plutôt un calcul complexe influencé par de multiples facteurs.

À mesure que la technologie d'impression 3D devient de plus en plus accessible, divers matériaux ont émergé. Dans l'impression 3D FDM de bureau, ces filaments plastiques sont particulièrement courants, chacun ayant des propriétés et des applications uniques :

• PLA (Acide polylactique) : Un matériau biosourcé dérivé de ressources renouvelables comme l'amidon de maïs. Le PLA est populaire pour sa facilité d'impression, sa bonne résistance et sa finition brillante, particulièrement adapté à l'impression à basse température.
• ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) : Plus durable et flexible que le PLA, mais nécessite des températures d'impression plus élevées. Souvent utilisé pour les pièces mécaniques.
• PETG (Polyéthylène Téréphtalate Glycol) : Offre une excellente résistance chimique et une certification de contact alimentaire de la FDA, ce qui le rend idéal pour les applications liées à l'alimentation.
• Nylon : Connu pour sa résistance et sa durabilité exceptionnelles, bien qu'il soit sujet à l'absorption d'humidité et difficile à imprimer. Sa surface lisse ajoute à la difficulté d'impression.
• PC (Polycarbonate) : Présente une résistance élevée à la chaleur et une résistance mécanique, mais exige davantage d'équipement d'impression, nécessitant généralement des imprimantes à haute température fermées.
• TPU (Polyuréthane Thermoplastique) : Un filament flexible parfait pour les composants élastiques, les connecteurs flexibles et les outils durables.

Ces matériaux sont généralement vendus en deux diamètres standard : 1,75 mm et 2,85 mm. La variante de 1,75 mm est plus largement utilisée en raison de sa capacité à réaliser des impressions plus précises.

Le filament est enroulé sur des bobines allant des tailles d'essai de 50 grammes aux rouleaux industriels de 10 kilogrammes. Pour l'impression 3D de bureau, 1 kilogramme est la spécification la plus courante.

Après avoir déterminé le poids et le type de matériau, la longueur du filament dépend principalement du diamètre. Les diamètres courants incluent 1,75 mm et 2,85 mm.

La densité du matériau affecte directement la quantité de filament qui peut être enroulée sur une bobine de poids fixe. Les matériaux à faible densité comme le PLA (environ 1,24 g/cm³) donnent des longueurs plus longues pour le même poids. Le PETG, avec une densité plus élevée (environ 1,27 g/cm³), donne des rouleaux plus courts.

Les filaments spéciaux comme le CopperFill infusé de poudre métallique ont une densité encore plus élevée (jusqu'à 3,9 g/cm³ ou plus), ce qui réduit considérablement la longueur. Par exemple, 1 kilogramme de CopperFill ne pourrait fournir qu'environ 107 mètres.

Comme le montrent les données, la longueur de 1 kilogramme de filament dépend de la densité et du diamètre du matériau.

De quelle quantité de filament a-t-on besoin pour imprimer un modèle 3D particulier ? Cela dépend de divers paramètres de tranchage, notamment le volume d'impression, le pourcentage de remplissage et la hauteur de couche.

• Modèles plus grands nécessitent naturellement plus de matériau. Les modèles plus hauts ont besoin de plus de filament verticalement.
• Pourcentages de remplissage plus élevés signifient des intérieurs plus solides, consommant plus de plastique. Un remplissage clairsemé permet d'économiser du matériau.
• Hauteurs de couche plus petites créent plus de couches, utilisant plus de filament pour une résolution plus fine.

Heureusement, la plupart des logiciels de tranchage comme Cura peuvent estimer l'utilisation du filament avant l'impression. Il existe également des calculateurs de filament en ligne qui fournissent des estimations basées sur les dimensions du modèle et les paramètres d'impression.

À titre de référence approximative, l'impression d'un modèle de 15 cm de haut avec 15 % de remplissage pourrait utiliser 10 à 15 mètres de filament de 1,75 mm. Une estimation précise maximise l'efficacité.

Pour réduire les coûts et minimiser le gaspillage lors de l'achat et de l'utilisation du filament, tenez compte de ces recommandations :

• Achetez des marques de qualité : Les filaments haut de gamme maintiennent un diamètre et une densité constants, ce qui vous garantit d'obtenir la longueur indiquée. Les options moins chères peuvent varier davantage.
• Optimisez les paramètres de tranchage : Activez le "remplissage clairsemé", le "remplissage avant les parois" et réduisez la hauteur de couche pour économiser du matériau tout en maintenant la qualité d'impression.
• Séchez correctement le filament : Certains matériaux (comme le nylon) absorbent l'humidité. Le séchage avant utilisation empêche les bulles et maintient la consistance.
• Recyclez le plastique : Broyez les impressions ratées et les restes de filament en granulés, puis utilisez une machine de recyclage pour extruder votre propre filament.

Maximiser l'efficacité du filament permet à chaque bobine de produire plus de modèles. Le temps passé à optimiser conduit à une utilisation plus efficace du matériau.

• Une bobine de 1 kg de filament de 1,75 mm contient généralement de 107 à 400 mètres, la longueur variant selon la densité.
• Le pourcentage de remplissage, la taille du modèle et la hauteur de couche sont des facteurs clés qui affectent les besoins en filament.
• Maximiser l'efficacité dépend de matériaux de qualité, de paramètres optimisés et du recyclage du plastique lorsque cela est possible.

Savoir avec précision combien de mètres se trouvent sur une bobine permet d'estimer les besoins en matériaux pour les projets d'impression 3D prévus. Adapter la quantité de filament à votre charge de travail d'impression permet d'éviter le gaspillage.