¿Qué diámetro de filamento es mejor:1,75 mm o 3 mm?

El siguiente artículo trata de aclarar las diferencias entre los filamentos de diámetro 1,75 mm y 3 mm (el filamento de 3 mm tiene el mismo diámetro y 2,85 mm), una duda que suelen tener muchos usuarios de impresión 3D antes de adquirir una impresora 3D.

Muchas impresoras 3D profesionales e industriales la mayoría usa un Sistema Bowde para reducir el momento de inercia, generado por el peso de los motores, sobre el eje del HotEnd y así tener más precisión de impresión) usa filamento de 3 mm de diámetro .

Una de las cosas que usa 3 mm y no 1,75 mm en este tipo de máquinas, es que el motor del extrusor tiene que trabajar mucho menos . A continuación te explicamos por qué:

Si se supone que en condiciones teóricas una impresora 3D con piñón mueve un filamento de radio R=10 mm, girando 10 vueltas con un filamento de 1,75 mm (por ejemplo PLA 1,75 mm) desplazaría 1511,29 mm³ de volumen de plástico. Para mover el mismo volumen con un filamento de 3 mm (por ejemplo PLA 3 mm), el piñón del extrusor solo necesitaría 3,4 vueltas .

Ahora hacemos las operaciones anteriores en orden inverso para obtener las vueltas que debe dar el mismo piñón del motor del extrusor con un filamento de 3mm:

Esta reducción favorece a la hora de realizar impresiones 3D de larga duración , ya que con el filamento de 1.75mm los motores pueden recalentarse por los rápidos movimientos que hay que hacer para empujar y retraer el material, perder pasos y arruinar toda la pieza que se iba a imprimir. Otra de las ventajas de tener menos avance de filamento es que el piñón marca menos cantidad de filamento a la hora de hacer las retracciones .

Imagen 1: Se puede ver que la diferencia de longitud marcada por el motor del extrusor extruye la misma cantidad de volumen para el filamento de 1,75 mm y el de 3 mm

Cuando se utilizan materiales flexibles (Filaflex o TPU) o frágiles (Lay-Woo3D) el filamento de 3 mm tiene la ventaja de ser más resistente a la flexión que el mismo filamento en 1,75 mm. Además, gracias a esta resistencia, el material queda más tenso al enrollarlo, lo que ayuda a los fabricantes a conseguir bobinas con una alineación casi perfecta y libres de solapes.

En un principio el filamento era de 3mm por la facilidad de fabricarlo hasta esa medida con una tolerancia aceptable, pero conforme ha ido evolucionando la tecnología los grandes fabricantes de impresoras 3D han reclamado el cambio a 2,85 mm (nº 4 pulgadas) por ser un medida estándar en el mundo de la fabricación industrial, en el que existen herramientas de este diámetro y muy precisas.

Este cambio también favorece a las impresoras 3D con Sistema Bowden, ya que estos sistemas utilizan tubos de PTFE de 1/8" (3,175 mm) de diámetro interior, por lo que si se utiliza un filamento de 3 mm con una tolerancia de ±0,05 (Cuidado con los filamentos de baja calidad que pueden tener áreas de 3,2 mm) el material puede deslizarse muy justo a través del tubo de PTFE , provocando un alto rozamiento que provocará saltos en el extrusor o incluso un atasco total con filamentos de baja calidad que no cumplen con la tolerancia indicada por el fabricante .

Con el Direct System el filamento se introduce en el HotEnd de forma inmediata y por tanto no se produce este problema, independientemente del uso de 2,85 mm o 3 mm. Esta medida de 3 mm también es favorable para usarla con diámetros de boquilla mayores de lo normal (0,8 mm, 1 mm, 1,2 mm o más) para poder tener un buen control de material entre la entrada y salida del  boquilla. Como es evidente, con una boquilla de menor diámetro de lo habitual (0,35 mm, 0,3 mm, 0,25 mm o menos) el uso de un filamento de 3 mm es un inconveniente al verse obligado a utilizar una baja velocidad de extrusión, lo que puede dar lugar a restos de material en la pieza. En el caso anterior, la mejor opción es utilizar un filamento de 1,75 mm que, en combinación con pequeños diámetros de boquilla, es posible obtener modelos muy pequeños y detallados.

Imagen 2:Sistema Tumaker Voladora Bowden

Imagen 3:Sistema Directo Mendel Max XL

Este diámetro de 1,75 mm , al tener menor resistencia a la flexión, necesita menos presión para ser desplazada por el extrusor , lo que implica un diseño de extrusor más sencillo que para el filamento de 3 mm, componentes electrónicos más sencillos y puede usarse en cualquier impresora 3D con cualquier tipo de extrusor sin gran dificultad (no confundir con ningún tipo de sistema de accionamiento).

Como conclusión final de este artículo y teniendo en cuenta que no es una cuestión baladí, podemos decir que el filamento de 1,75 mm es más adecuado para un uso no profesional, con impresiones 3D de escritorio donde se suelen realizar impresiones 3D de muchas horas o días. Y por otro lado, el filamento de 3 mm es más adecuado para impresoras 3D profesionales o industriales donde se suelen realizar impresiones 3D de días pares, con grandes diámetros de salida.