Densità e prezzo dei filamenti per la stampa 3D

La densità decide quanti metri porta un chilo, e il prezzo al chilo decide quanto ti costa ogni grammo. Con questi due numeri e il peso del tuo pezzo sai già il costo del materiale; il resto — corrente, macchina, scarti — lo mette il calcolatore del costo di stampa 3D.

I prezzi sono forbici, non listini

Il prezzo del filamento si muove molto: tra marche, tra colori dello stesso produttore, tra un'offerta del Black Friday e un acquisto singolo. Le fasce della tabella sono indicative e di acquisto normale in Europa. Un PLA di marca economica in offerta può scendere sotto i 15 €/kg e un PLA premium con finitura speciale supera i 30 €/kg senza scomporsi. Usa la forbice per farti un'idea e scrivi sempre nel calcolatore quello che è costata a te la tua bobina.

Lo stesso chilo non dà gli stessi metri

Confrontare i materiali dal prezzo al chilo è la cosa normale, ed è incompleta. Un chilo di ABS porta 400 metri e uno di PETG 327, quindi con gli stessi soldi ti porti a casa molto più filo con uno che con l'altro.

Dividendo il prezzo medio della forbice per i metri che dà ogni chilo esce un'altra tabella, ed è quella che confronta davvero:

La prima riga è la sorpresa: PLA e ABS costano uguale al metro, sei centesimi, anche se il chilo di ABS vale il 20% in più. Quello che l'ABS perde sul prezzo lo recupera in densità, perché pesando meno per centimetro cubo un suo chilo dà 65 metri in più.

E l'ultima colonna rimette in scala la realtà: tra la plastica più economica e la più cara ci sono due volte e mezza, non dieci. Per quanto caro suoni un tecnico, un centimetro cubo di policarbonato sono sei centesimi.

Perché la densità conta più di quanto sembri

Immagina lo stesso pezzo stampato in ABS (1,04 g/cm³) e in PETG (1,27 g/cm³). Lo stesso volume di plastica pesa il 22% in più in PETG, quindi consumi il 22% di grammi in più e il materiale ti costa il 22% in più, anche se i due chili valgono uguale. Al contrario: un chilo di ABS ti dà circa 400 metri e uno di PETG circa 327. Se compri a chili e calcoli a metri — o viceversa — quella differenza ti finisce tutta nel prezzo.

Più denso non vuol dire più resistente

È il malinteso più comune con questa tabella, e la tabella stessa lo smentisce. La densità dice quanto pesa un centimetro cubo di quella plastica, e nient'altro. Non dice se regge gli urti, né il calore, né se si spezza.

Tre esempi dell'elenco qui sopra, che valgono per tutta la spiegazione:

• Il PETG (1,27) è più denso del policarbonato (1,20) e del nylon (1,14), e gli ultimi due gli danno le piste dal punto di vista meccanico.
• Il TPU (1,21), il più morbido di tutti, pesa più per centimetro cubo del policarbonato, che è tra i più duri.
• L'ABS (1,04) è il più leggero della tabella e regge il calore molto meglio del PLA (1,24), che è tra i più pesanti.

Quindi la densità serve a quello a cui serve: trasformare il volume in grammi e i grammi in metri. Per scegliere il materiale si guardano altre proprietà, e la più pratica di tutte è di solito la temperatura alla quale il pezzo inizia a rammollirsi.

L'unica cosa che puoi dedurre da una densità alta è che lo stesso pezzo ti verrà più caro in grammi, e già questo basta per tenerla a portata di mano.

Come verificare la densità del tuo filamento

La tabella riporta valori da catalogo. Se vuoi quello della tua bobina, c'è una prova che si fa in un'ora e costa dieci centesimi: stampa un cubo di calibrazione da 20 mm al 100% di riempimento, asciugalo, pesalo su una bilancia da cucina e dividi.

Un cubo da 20 mm sono 8 centimetri cubi esatti, quindi il conto è diretto: grammi diviso otto, e quella è la tua densità in g/cm³. Ecco cosa dovrebbe segnare la bilancia:

Se il tuo cubo di PLA pesa 9,9 grammi, la densità della tabella ti va bene e puoi fidarti del resto dei numeri. Se pesa 9,4, c'è mezzo grammo che non c'è, e quasi mai è colpa della densità: di solito è sottoestrusione, cioè la tua macchina mette meno plastica di quanto crede. Si sistema calibrando la portata, e intanto migliora la resistenza di tutto quello che stampi.

E se pesa più del dovuto, c'è portata in eccesso. In tutti e due i casi la prova del cubo ti ha detto qualcosa di utile, anche se non era quello che cercavi.

Cosa succede se lasci la densità sbagliata

Conviene sapere dove entra questo numero e dove no, perché quasi nessuno lo ha chiaro.

Non entra nel costo di un pezzo quando già sai quanto pesa. Se lo slicer ti dice 60 grammi e la tua bobina è costata 20 € al chilo, il materiale è 1,20 € e la densità non c'entra niente.

Entra invece in tre punti, e in tutti e tre si sente:

• Nei metri per chilo. Lasciare l'1,24 del PLA su una bobina di ABS ti dice 335 metri quando in realtà sono 400: sul rocchetto c'è un 19% in più di filamento di quanto credi.
• Nel peso che prevede il tuo slicer, che esce dal volume del pezzo moltiplicato per la densità. Se quello è sbagliato, i grammi sono sbagliati, e allora anche il costo.
• In qualsiasi conversione tra grammi e metri, che è esattamente quello che fa il convertitore da grammi a metri.

La regola pratica: se prendi i grammi dallo slicer, assicurati che il profilo di materiale caricato sia quello della plastica che stai usando davvero, e non quello di PLA di fabbrica.

Le bobine che non sono da un chilo

C'è una trappola che non c'entra niente con la densità e manda all'aria qualsiasi confronto di prezzi: non tutte le bobine portano un chilo. Quelle da 750 grammi sono comuni, e spuntano anche quelle da 500 o da 800, soprattutto nei materiali tecnici e nei colori speciali.

Una bobina da 750 grammi a 18 € non fa 18 € al chilo: fa 24 € al chilo. E una da 800 grammi a 20 € fa 25 €. Messa accanto a un PLA normale da 20 € al chilo, quella che sembrava più economica è il 20% più cara.

Il conto si fa a mente: prezzo diviso i chili veri. E lo stesso nel calcolatore: nel campo del peso della bobina scrivi i grammi che porta la tua, non 1.000 per abitudine.

Occhio anche al peso dichiarato: quello che conta è la plastica, non l'insieme con il rocchetto, che da solo può pesare 200 grammi.

Quale scegliere, in una riga per ciascuno

• PLA: facile, economico e sufficiente per quasi tutto ciò che è decorativo. Si deforma con il calore di un'auto al sole.
• PLA+: lo stesso prezzo di stampa con molta meno fragilità.
• PETG: il passo naturale per pezzi funzionali, esterni e contatto con l'acqua.
• ABS e ASA: resistenti al calore e al sole, ma vogliono camera chiusa e ventilazione.
• TPU: flessibile; stampa lento e non tutte le macchine lo digeriscono bene.
• Nylon e PC: meccanica seria, temperature alte e asciugatura obbligatoria.
• Caricati (legno, fibra di carbonio): finitura o rigidezza in cambio di consumare l'ugello; con la fibra di carbonio, ugello in acciaio temprato senza discussioni.

Attenzione alla densità dei materiali caricati

Un «PLA legno» non è PLA: porta particelle di fibra che ne cambiano la densità, e lo stesso vale per i filamenti in fibra di carbonio, i metallizzati o gli espansi (LW-PLA), la cui densità effettiva crolla in stampa perché il materiale si espande. In quei casi il numero della tabella è un'approssimazione: guarda cosa dice il produttore e scrivilo a mano nel campo della densità.

Gli espansi sono il caso estremo e meritano un avviso a parte: la loro densità dipende dalla temperatura a cui stampi, perché più calore vuol dire più espansione e filo più gonfio. Con quelli nessuna tabella ci azzecca e la prova del cubo è l'unica risposta affidabile — e va rifatta se cambi la temperatura.

Dove si cambia quel numero

La densità non si tocca sulla stampante: vive nel profilo di filamento del tuo slicer, accanto alle temperature e al diametro. Si chiama quasi sempre «density» e va in g/cm³.

Di fianco c'è di solito un altro campo con il prezzo al chilo, e vale la pena riempirlo: è quello che fa dire allo slicer direttamente quanto costa il materiale di ogni stampa, senza che tu debba moltiplicare niente.

Due avvisi che risparmiano dispiaceri. Il primo: duplicando un profilo per un materiale nuovo ti porti dietro densità e prezzo del vecchio, ed è lì che nasce metà dei conti strani. Il secondo: il diametro sta nello stesso posto, e se la tua bobina è da 2,85 mm e il profilo dice 1,75, il problema non è il costo: è che la stampa verrà male.

Qui succede lo stesso: il campo della densità degli strumenti è modificabile apposta. Si riempie da solo scegliendo il materiale dall'elenco, ma puoi scriverci sopra il numero della tua scheda tecnica.

Quanto cambia il costo finale secondo il materiale

Meno di quanto si teme. Su un pezzo da 60 grammi e cinque ore, passare da PLA a 20 €/kg a PETG a 24 €/kg alza il costo totale di circa 25 centesimi, perché il materiale è solo una parte del totale. Passare a nylon a 45 €/kg lo alza di circa 1,65 €. Verificalo con i tuoi numeri nel calcolatore, che ha anche un pulsante per confrontare due materiali fianco a fianco, o guarda i costi di 20 pezzi tipici.

Se quello che vuoi è il dettaglio materiale per materiale, con quanto costa lo stesso pezzo in ognuno e quanto fa in un anno intero, sta in quanto costa stampare in PETG, ABS o TPU.

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