Choisir filament 1,75 mm vs 3 mm pour impression 3D : avantages, inconvénients et guide expert

Vous avez peut‑être découvert l'impression 3D récemment sans savoir qu'il existe deux diamètres standard de filament. Ou vous avez acheté une imprimante d'occasion construite il y a 10 ans, quand le 3 mm était la norme. Dans tous les cas, il est utile de savoir que les deux diamètres sont sur le marché. Connaître leurs avantages et inconvénients est crucial pour choisir votre imprimante.

Bien que la norme actuelle soit le filament 1,75 mm, de nombreux fabricants produisent encore du 3 mm. Les avis sur le meilleur vont dans tous les sens ; apprenez sur chacun et décidez par vous‑même.

Si vous ne voulez pas approfondir, je recommande une imprimante compatible 1,75 mm. En fait, sauf but très spécifique nécessitant une buse 3 mm, je recommande toujours le standard 1,75 mm. Le standard du marché est clairement défini, et certains experts arguent qu'il deviendra de plus en plus difficile et cher de se procurer du filament 3 mm, moins populaire, chaque année qui passe.

Voici les principaux avantages et inconvénients de chaque diamètre dans le tableau suivant.

	Filament 1,75 mm	Filament 3 mm
Vitesse d'impression (plus élevée)	X	O
Besoins en énergie (plus faibles)	X	O
Poids des composants (plus léger)	X	O
Disponibilité sur le marché (plus élevée)	X	O
Exigences de tolérance dimensionnelle	O	X
Facilité d'emmêlement (plus faible)	O	X
Flexion du filament (plus faible)	O	X
Absorption d'humidité (plus faible)	O	X
Flux d'extrudeur (plus élevé)	O	X
Système Bowden (meilleure compat.)	O	X
Prix du marché (plus bas)	X	O
Suintement (plus faible)	X	O
Précision d'impression (plus élevée)	X	O

Quel diamètre de filament est le plus populaire en impression 3D ?

Le diamètre le plus populaire est définitivement le 1,75 mm. Le pourcentage d'utilisateurs utilisant ce diamètre croît chaque jour, penchant la balance en faveur du filament plus fin. Virtuellement tous les fabricants d'imprimantes 3D grand public vendent exclusivement des machines compatibles 1,75 mm.

Si vous rencontrez un problème avec votre imprimante (matériel, firmware, composant), vous trouverez facilement la solution sur n'importe quel forum web (et sur 3dsolved.com 😀 ) — à condition d'avoir une imprimante 1,75 mm. Sinon, l'aide sera très limitée et probablement obsolète.

De plus, presque toutes les améliorations et innovations de l'industrie sont créées exclusivement pour des imprimantes 1,75 mm.

Avantages et inconvénients du filament 1,75 mm pour l'impression 3D

Avantages du filament 1,75 mm

Le marché a choisi ce diamètre comme standard pour l'impression 3D de bureau / hobbyiste. Voyons les raisons de cette tendance.

Vitesse d'impression plus élevée

Pour imprimer, il faut fondre le filament pour le déposer selon le modèle numérique. Tout le plastique traversant la hotend doit atteindre la température de travail. La chaleur du bloc chauffant est transmise à la buse et au corps vers le filament par conduction. La vitesse de transmission de la chaleur de la périphérie au cœur du filament dépend du type de plastique et de sa géométrie. Un filament plus épais met plus de temps à atteindre la même température au cœur.

Comme il fond plus vite, le débit de filament dans la buse peut être augmenté, ce qui se traduit par une vitesse d'impression plus élevée.

Moins d'énergie requise

En analysant la section transversale, l'aire du filament 3 mm est presque 3 fois plus grande que celle du 1,75 mm. Cela multiplie la pression dans la buse par rapport au 1,75 mm. Pour atteindre cette pression, l'extrudeur doit générer assez de force, sinon le moteur pas‑à‑pas commence à perdre (sauter) des pas.

Le filament 1,75 mm demande moins de force de poussée. En d'autres termes, la machine fonctionne bien même avec des moteurs pas‑à‑pas plus petits, moins puissants.

Réduction de la taille de l'extrudeur

Extruder un filament plus épais demande plus de puissance. Les premiers fabricants ont utilisé des moteurs plus puissants pour pousser le 3 mm, avec pour conséquence négative l'augmentation du poids et du volume du système d'extrusion. En extrusion directe, cette masse additionnelle génère une inertie excessive produisant des vibrations indésirables, transmises à l'objet, résultant en un vilain « wobble ».

Le filament 1,75 mm peut être utilisé avec un extrudeur sans réduction d'engrenage, utilisant un couple plus faible (donc moteur plus petit).

Disponibilité sur le marché plus élevée

Du fait que le 1,75 mm est le nouveau standard, il est plus facile de trouver ce diamètre chez n'importe quel revendeur. La disponibilité des couleurs et matériaux est aussi plus grande, beaucoup de fabricants ne produisant pas de bobines 3 mm. Les revendeurs préfèrent garder un stock plus important en 1,75 mm, surtout du PLA, le filament le plus utilisé.

Inconvénients du filament 1,75 mm

Malgré de nombreuses raisons de choisir le 1,75 mm, il y a aussi des inconvénients :

Tolérance dimensionnelle plus faible

Le chiffre « 1,75 mm » est une valeur nominale ; le filament a une marge de tolérance. Certaines sections sont plus fines, d'autres plus épaisses. Même la section transversale peut être elliptique au lieu de circulaire. La qualité des fabricants s'améliore, mais il n'y a pas de filament parfait à 100 %.

Une variation de ± 0,1 mm représente un pourcentage d'erreur plus élevé sur du 1,75 mm que sur du 3 mm. Pour cette raison, les filaments bon marché tendent à causer des bourrages (sur‑épaisseur) ou de la sous‑extrusion (sous‑mesure).

Malgré cet inconvénient, les fabricants ont amélioré les tolérances maximales. Le cas extrême est Prusament, qui fournit un QR code pour vérifier la qualité de chaque bobine individuelle. Selon la photo ci‑dessous, la tolérance de cette bobine était bien dans le diamètre d'un cheveu humain.

Tendance à s'emmêler

Le filament 1,75 mm étant plus fin et léger, si on perd le bout en manipulant la bobine, il peut s'emmêler sur lui‑même. Le « nœud » peut être difficile à voir, et la plupart des utilisateurs lancent l'impression sans savoir que le problème est imminent. Au bout d'un moment, le filament se bloque, gâchant l'impression et pouvant endommager gravement l'imprimante.

Il se plie plus facilement

En imprimant avec des filaments flexibles (type TPU), une bobine 1,75 mm peut causer plus de problèmes qu'une 3 mm. En arrivant vers la zone de buse, le filament augmente la tension sur son axe. Cette compression le fait plier dans toute zone libre entre le corps et l'extrudeur. Si l'imprimante est de type Bowden, le problème s'aggrave.

Avantages et inconvénients du filament 3 mm

Avantages du filament 3 mm

D'après ce qu'on a vu, le 1,75 mm semble bien meilleur, mais le filament plus épais a quelques avantages.

Il absorbe moins d'humidité

Bien qu'on puisse penser le contraire, le filament plus épais est moins affecté par l'humidité. Comme il a un ratio surface/volume plus faible, et que son extérieur sature plus vite, préservant son intérieur.

Permet un flux d'extrusion accru

Combiné à une buse plus large, le filament 3 mm peut être extrudé à un débit très élevé. Avec les bons paramètres, une augmentation de la vitesse d'impression est possible sur de très gros objets. Voyez cette vidéo où un objet est imprimé avec une buse de 2 mm.

Impossible avec du 1,75 mm : le diamètre serait inférieur à celui de la buse, passant sans être compressé par le cylindre de la buse, entraînant une énorme perte de précision.

Il est plus adapté au système Bowden

Le principal inconvénient d'une imprimante à système Bowden est que le filament a tendance à plier ou se compresser le long du trajet ; avec un filament plus épais, c'est plus difficile.

Inconvénients du filament 3 mm

Pas de surprise : le diamètre moins populaire a aussi ses inconvénients. Si ce n'est par malchance, le marché a quasi abandonné ce diamètre pour les raisons suivantes :

Généralement plus cher

Les coûts de production sont plus élevés pour le filament 3 mm. Cela vient du fait que les fabricants produisent de plus en plus de 1,75 mm, et le marché est plus concurrentiel. Ce n'est pas dû à une caractéristique inhérente de ce diamètre, mais à de simples économies d'échelle.

Suintement (oozing) accru

Le volume fondu est plus grand dans ce type de hotends, ce qui fait que le bout de la buse goutte beaucoup plus au début de l'impression. Il est aussi plus difficile de régler correctement la vitesse et la distance de rétraction. Vous avez peut‑être vécu quelque chose de similaire en imprimant avec une buse plus large (0,8 mm par exemple).

Précision dimensionnelle inférieure

Bien que définie par la largeur de la buse, on ne pourrait pas utiliser une buse 0,1 mm avec un système d'extrusion 3 mm, la pression dans la hotend serait trop forte, même pour des extrudeurs à réduction. Cela se traduit par des buses de diamètre plus large, cause réelle de la perte de précision.

Pourquoi deux standards de diamètre de filament en impression 3D ?

Il y a quelques années, l'impression 3D était réservée aux universités ou chercheurs. Pour choisir le matériau d'entrée de leurs machines, ils ont opté pour le 3 mm, simplement parce que ce diamètre existait déjà. Les bobines 3 mm servaient à souder des pièces ABS faites par d'autres technologies (injection plastique), donc les premiers concepteurs ont pris ce qui existait et construit leurs machines autour.

Dès la naissance du projet RepRap, beaucoup de fabricants et makers ont remarqué que l'utilisation de filament plus fin pouvait optimiser les capacités d'extrusion tout en réduisant la taille de nombreux composants. Depuis, le filament 1,75 mm est devenu le standard, bien que la plupart des fabricants de filaments continuent à fournir les deux tailles.

Peut‑on imprimer du filament 3 mm sur une machine 1,75 mm ?

Si vous avez acheté une bobine 3 mm par erreur, essayez d'abord de la retourner au vendeur. S'il refuse l'échange, essayez de la revendre à un utilisateur 3 mm. Ce conseil n'est pas très utile, car vous voulez probablement savoir si vous pouvez utiliser votre bobine 3 mm sur votre imprimante 1,75 mm.

Le filament 3 mm ne rentre pas dans les trous d'un extrudeur 1,75 mm, donc vous ne pourriez pas l'utiliser même en essayant. Si vous avez une imprimante bizarre où le 3 mm rentre, ne l'utilisez quand même pas. Toute la machine étant conçue pour du 1,75 mm, vous risquez d'endommager définitivement des composants.

Le filament 3 mm est‑il en réalité du 2,85 mm ?

Si vous mesurez le diamètre d'un filament 3 mm au pied à coulisse, vous verrez qu'il mesure environ 2,85 mm. Cela vient surtout du fait que les tubes PTFE ont un diamètre interne nominal de 3 mm, ce qui ferait coincer le filament s'il y a interférence quelque part sur le parcours. Si vous avez une imprimante 3 mm, consultez la fiche technique du fabricant pour régler correctement ce paramètre dans le logiciel du trancheur. Changer le diamètre de filament dans le trancheur équivaut à changer le débit (flow rate).

Peut‑on convertir une imprimante 3 mm pour la rendre compatible 1,75 mm ?

C'est tout à fait possible de transformer votre imprimante 3 mm en 1,75 mm. En fait, c'est plus facile que je ne le pensais récemment. Il suffit de changer les composants du système d'extrusion, de l'extrudeur à la hotend.

Regardez la vidéo où l'incroyable Thomas Sanladerer explique ce processus en tutoriel étape par étape facile.

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