Dichten und Längen in 3D-Druckfilamenten

Einer der größten Zweifel im Alltag unter Benutzern des 3D-Drucks besteht darin, die Dichte des Filaments zu kennen anhand derer sie wissen, wie viel Material sie verbrauchen und wie viel Material sie benötigen, um ein Stück in 3D zu drucken. Die (absolute) Dichte ist eine skalare Größe, die sich auf die Massemenge in einem gegebenen Volumen eines Stoffes bezieht. Normalerweise können Sie mit 3D-Drucksoftware (Cura, Simplify3D...) die gesamte Filamentlänge ermitteln, die zum Drucken des 3D-Modells verwendet wird.

An dieser Stelle tritt das Problem auf, da nicht alle Hersteller die Dichte der Filamente erleichtern. Die Dichte ist jedoch sehr einfach zu berechnen, wenn man die Filamentlänge der Spule kennt. So bestimmen Sie die Dichte, indem Sie die Filamentlänge kennen.

Sein:

ρ:Dichte (ausgedrückt in g/cm ³ )

m:Masse (ausgedrückt in g)

v:Volumen (ausgedrückt in cm ³ )

S:Fläche (ausgedrückt in cm ² )

l:Länge (in cm ausgedrückt)

r:Radius (ausgedrückt in cm)

Wir kennen immer alle Variablen außer Dichte oder Länge. Wenn wir also eine der beiden kennen, können wir die andere finden. Es sollte beachtet werden, dass alle Filamente einen Rundungsspielraum von ± 0,05 mm haben, so dass dies auch eine endgültige Toleranz in den Berechnungen verursacht, aber als vernachlässigbar angesehen wird.

Falls die Dichte und Gesamtfadenlänge der Spule nicht bekannt sind, kann die ungefähre Dichte immer aus einer Fadenlänge der Spule berechnet werden. Sie sollten seine Masse kennen ("wiegen" des Filamentstücks in einer Präzisionswaage) und wenn Sie die Länge des Stücks kennen, können wir die Dichte dieses Filamentstücks erhalten, die auf die vollständige Spule extrapolierbar ist.

Wenn wir zum Beispiel eine Spule von 1 kg PLA mit einem Durchmesser von 1,75 mm haben und wissen, dass die Filamentlänge der Spule 335 Meter beträgt, können wir die Dichte derselben mit der oben genannten Formel bestimmen (Äquivalenz muss berücksichtigt werden Konto der Einheiten).

Falls Sie die Länge aus der Dichte berechnen möchten, würde dies einfach die zuvor erwähnte Formel löschen. Als Beispiel berechnen wir die Länge einer Spule aus 500 g ABS mit einem Durchmesser von 2,85 mm, wobei wir wissen, dass die Dichte derselben 1,04 g/cm ³ beträgt .

Die folgende Grafik zeigt die Dichten der wichtigsten bekannten 3D-Druckfilamente wie PLA, ABS, HiPS, FilaFlex, PP-Polypropylen, PC-Polycarbonat, PETG-Polyethylen, Nylon, Proto-Pasta, fortschrittliche Materialien usw. Wie Sie sehen können PP-Polypropylen ist das Filament mit geringerer Dichte, sodass es sich für die Herstellung leichter Teile eignet, während Filamente wie die Proto-Paste aus Edelstahl eine der höchsten Dichten aufweisen, wenn sie Stahlpartikel zu älteren PLA tragen.