Разбор · обновлено 29 августа 2026
Расход филамента: точный расчёт массы, длины и отходов
Слайсер показывает одну цифру, катушка заканчивается на другой. Разница не мистическая: она складывается из арифметики сечения прутка, погрешности самого прогноза и пяти статей расхода, которых в модели нет вовсе. Ниже — как связаны масса, длина и объём, сколько в граммах стоят заполнение и периметры, что делает диаметр прутка с фактическим расходом и какой припуск закладывать на партию.
- PLA в килограмме
- 335 м
- Лишний периметр
- +8 %
- +10 п.п. заполнения
- +29 %
- Сплошное вместо 20 %
- ×3,3
- Припуск на партию
- 10–35 %
Масса, длина и объём — три формы одной величины
Филамент продают в килограммах, слайсер выдаёт метры, а печать расходует кубические миллиметры. Все три величины связаны через плотность полимера и площадь сечения прутка, поэтому пересчитываются точно и не требуют никаких измерений.
Для 1,75 мм площадь сечения равна 2,405 мм², для 2,85 мм — 6,379 мм². Отсюда вся таблица:
| Материал | ρ, г/см³ | 1,75 мм, г/м | 2,85 мм, г/м | 1,75 мм, м/кг | 2,85 мм, м/кг |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | 1,24 | 2,98 | 7,91 | 335 | 126 |
| PETG | 1,27 | 3,05 | 8,10 | 327 | 123 |
| ABS | 1,04 | 2,50 | 6,63 | 400 | 151 |
| ASA | 1,07 | 2,57 | 6,83 | 389 | 146 |
| TPU 95A | 1,21 | 2,91 | 7,72 | 344 | 130 |
| PA6 | 1,14 | 2,74 | 7,27 | 365 | 138 |
| PC | 1,20 | 2,89 | 7,66 | 346 | 131 |
| PLA-CF | 1,30 | 3,13 | 8,29 | 320 | 121 |
Плотности — типовые справочные значения по даташитам гранулы; у наполненных, матовых и вспененных марок они отличаются. Граммы на метр и метры на килограмм посчитаны нами по формулам выше, чтобы их можно было перепроверить.
Два вывода видны прямо из таблицы. Первый: пруток 2,85 мм при равной массе короче в 2,65 раза — сравнивать метраж катушек разного диаметра бессмысленно. Второй: одна и та же геометрия детали из ABS весит на 18 % меньше, чем из PETG, потому что плотность ниже. Поэтому цена за килограмм сопоставима только внутри одного материала, а расход на деталь надо считать через объём, а не через массу.
Метраж — производная от массы и плотности, а не самостоятельная характеристика. Сравнивать катушки по метрам можно только внутри одного материала и одного диаметра.
Что на самом деле считает слайсер
Ключевой момент, из которого растёт половина расхождений: слайсер управляет не объёмом, а длиной. Он вычисляет нужный объём экструзии из геометрии, а затем переводит его в перемещение оси подачи, деля на площадь сечения — ту, что указана в настройках филамента.
Пока эти два диаметра совпадают, всё сходится. Как только фактический пруток толще или тоньше указанного, объём уезжает пропорционально квадрату отношения — со всеми последствиями и для геометрии детали, и для расхода.
Вторая причина расхождения проще: цифра массы в интерфейсе — это прогноз, а не измерение. Академическое сопоставление слайсеров показало среднюю абсолютную погрешность прогноза массы в единицы граммов на деталь: лучший результат был у Simplify3D, худший у PrusaSlicer, с общей склонностью к завышению. На детали в полкилограмма такая погрешность теряется, на детали в двадцать граммов превращается в десятки процентов.
Практическое правило: весы точнее слайсера. Первую деталь из новой партии стоит взвесить и сравнить с оценкой — полученная поправка потом работает на всю серию.
Заполнение и периметры: сколько стоят настройки
Вопрос «на сколько заполнение меняет расход» обычно остаётся без числового ответа. Его можно посчитать на простой модели: куб 50 мм, слой 0,2 мм, ширина экструзии 0,42 мм, четыре сплошных слоя снизу и сверху, PLA. Сплошной такой куб весил бы 155 г.
| Периметров | 10 % | 15 % | 20 % | 30 % | 50 % | 100 % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 29 | 36 | 43 | 57 | 85 | 155 |
| 3 | 33 | 40 | 47 | 60 | 87 | 155 |
| 4 | 38 | 44 | 51 | 64 | 90 | 155 |
| 5 | 42 | 48 | 54 | 67 | 92 | 155 |
Модельный расчёт наш: масса детали в граммах для куба 50 мм с указанными параметрами. Реальные значения зависят от формы детали, но пропорции между режимами сохраняются.
Если взять за точку отсчёта распространённый режим «3 периметра, 20 % заполнения» (47 г), картина такая:
| Изменение режима | Масса | Расход |
|---|---|---|
| Два периметра вместо трёх | 43 г | −8,3 % |
| Четыре периметра вместо трёх | 51 г | +8,1 % |
| Заполнение 10 % вместо 20 % | 33 г | −28,9 % |
| Заполнение 30 % вместо 20 % | 60 г | +28,9 % |
| Заполнение 50 % вместо 20 % | 87 г | +86,8 % |
| Сплошное заполнение | 155 г | +231,5 % |
Проценты посчитаны от неокруглённых значений модели, поэтому слегка расходятся с округлёнными граммами в таблице выше.
Отношение получается почти четырёхкратным: десять процентных пунктов заполнения стоят около 29 % расхода, а лишний периметр — около 8 %. С точки зрения материала периметр — дешёвый способ добавить детали материала, а заполнение — дорогой. Это стоит держать в голове рядом с тем фактом, что на изгиб и на прочность резьбовых соединений периметры работают лучше заполнения: режим «периметров больше, заполнения меньше» одновременно экономнее и обычно прочнее для типовых нагрузок.
Отдельно про сплошное заполнение: скачок с 20 % до 100 % — это рост расхода в 3,3 раза. Печать «на всякий случай сплошняком» — самая дорогая привычка в списке.
Десять процентных пунктов заполнения стоят 29 % материала, дополнительный периметр — 8 %. Периметр почти вчетверо дешевле и при этом обычно полезнее для прочности.
Пять источников расхода сверх модели
Масса модели и масса израсходованного пластика — разные числа. Разницу дают пять статей, и все они считаются заранее.
1. Технологические элементы первого слоя
Юбка, кайма, линия прочистки. На детали 60 г это доли грамма для юбки и линии прочистки и около 1,5 г для каймы шириной 8 мм. Суммарно 1–3 % — мелочь, но она есть в каждой печати.
2. Поддержки
Единственная статья расхода, которая управляется поворотом модели на столе. На умеренных нависаниях — порядка 10–15 % к массе детали, на сложной геометрии — до 30 % и больше. Перед серией имеет смысл потратить полчаса на подбор ориентации: на тираже в двести штук эти проценты превращаются в килограммы.
3. Башня очистки при печати двумя материалами
Растворимая поддержка или второй цвет требуют башни, масса которой зависит от высоты детали, а не от её объёма. На невысокой детали башня почти незаметна, на высокой и тонкой может весить больше самой модели.
4. Слив при смене цвета
Системы автоподачи прочищают тракт при каждой смене филамента. Штатные значения по замерам сообщества — около 8 г на смену для старших моделей и около 6 г для младших; настройкой профиля и подбором порядка цветов их доводят до 4–5 г. Умножается это на число смен, а не на число цветов, поэтому расход растёт с детализацией модели, а не с палитрой.
5. Брак
Не отход в чистом виде, но с точки зрения планирования закупки работает так же: материал израсходован, детали нет. Своя доля брака считается двумя счётчиками — запущено и принято — за месяц работы.
Рабочий припуск для планирования партии. +10–15 % к массе модели на технологические элементы и брак для простой геометрии без поддержек; +25–35 % для деталей с поддержками или сменой цвета. Точную цифру заменяет собственная статистика за месяц.
Диаметр прутка и фактическая масса
Из формулы выше следует, что систематическое отклонение диаметра — это прямой множитель к расходу материала.
| Фактический средний диаметр | Отклонение массы | На 100 кг | Что происходит на печати |
|---|---|---|---|
| 1,72 мм | −3,4 % | −3,4 кг | Недоэкструзия, щели между периметрами |
| 1,74 мм | −1,1 % | −1,1 кг | В пределах обычной калибровки потока |
| 1,75 мм (номинал) | 0 | — | Профиль совпадает с прутком |
| 1,77 мм | +2,3 % | +2,3 кг | Лёгкая переэкструзия, «бугры» на верхних слоях |
| 1,80 мм | +5,8 % | +5,8 кг | Заметная переэкструзия и уход размеров |
Отклонение массы посчитано нами по квадрату отношения диаметров; столбец «что происходит на печати» — наша оценка по производственной практике, а не измерение.
Здесь важно не смешивать две разные вещи. Систематический сдвиг — когда вся партия стабильно толще или тоньше номинала — компенсируется бесплатно: усреднить десяток замеров штангенциркулем и поставить полученное число в поле диаметра, лишний объём перестанет выдавливаться в тот же момент. Случайный разброс внутри катушки так не лечится: он даёт плавающий поток, волны на стенках и нестабильную геометрию. Подробный разбор допусков, овальности и того, что стоит за заявленным «±0,02 мм», — на странице о рейтингах филамента и методиках их составления.
Систематический сдвиг диаметра компенсируется бесплатно — одним числом в профиле слайсера. Случайный разброс внутри катушки не компенсируется ничем.
Сколько времени печатается килограмм
Второй практический вопрос при планировании — не «сколько материала», а «сколько это займёт». Связь простая: масса в час = средний объёмный расход × 3600 × плотность. Слово «средний» здесь ключевое: паспортный расход хотэнда достигается на заполнении и длинных прямых, а периметры, разгоны и перемещения снижают среднее в два-три раза.
| Средний расход, мм³/с | Граммов в час | Часов на 1 кг | Суток непрерывно |
|---|---|---|---|
| 2 | 8,9 | 112 | 4,7 |
| 3 | 13,4 | 75 | 3,1 |
| 5 | 22,3 | 45 | 1,9 |
| 8 | 35,7 | 28 | 1,2 |
| 12 | 53,6 | 19 | 0,8 |
| 20 | 89,3 | 11 | 0,5 |
Расчёт для PLA, ρ = 1,24 г/см³. Свой средний расход измеряется взвешиванием катушки до и после суток печати в обычном режиме.
Калькулятор партии
Расчёт по массе одной детали, тиражу и припуску на отходы. Время печати ориентировочное — по среднему объёмному расходу, который вы подставляете сами.
Расчёт идёт по тем же формулам, что приведены в тексте: масса × тираж × припуск, длина — через плотность выбранного материала и площадь сечения 1,75 мм, время — через средний объёмный расход. Цены калькулятор не считает.
Планирование партии и остаток катушки
Считать материал под тираж имеет смысл не только чтобы не докупать в середине работы. Есть два эффекта, которые проявляются именно на границах катушек.
Обрыв на границе. Деталь, которая не помещается в остаток, приводит либо к остановке печати, либо к сращиванию прутка на ходу. Для одиночной детали это неудобство, для многочасовой печати крупной детали — риск потерять всю печать. Практическое правило: деталь массой больше половины остатка запускать не стоит.
Смена партии в середине серии. Эффект менее очевидный и более неприятный. Оттенок, усадка и оптимальная температура у разных партий одного и того же артикула отличаются, и в собранном изделии из двухсот деталей это видно. Материал под серию берут одной партией с запасом, а не докупают по мере расходования.
| Тираж | Масса детали | Нужно материала | Катушек | Остаток последней |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 25 г | 1,40 кг | 2 | 600 г |
| 200 | 25 г | 5,60 кг | 6 | 400 г |
| 200 | 60 г | 13,44 кг | 14 | 560 г |
| 500 | 40 г | 22,40 кг | 23 | 600 г |
| 1000 | 12 г | 13,44 кг | 14 | 560 г |
| 30 | 350 г | 11,76 кг | 12 | 240 г |
Расчёт с припуском 12 % на отходы и брак, катушки по 1 кг нетто. Те же цифры выдаёт калькулятор выше при тех же вводных.
Как измерить фактический расход у себя
Пять действий, которые заменяют усреднённые проценты собственными числами. Ни одно не требует ничего, кроме весов и штангенциркуля.
- Взвесьте катушку целиком и пустую. Разница — фактическое нетто. Отклонение от заявленного килограмма прямо пропорционально пересчитывается в расход на деталь.
- Замерьте средний диаметр по десяти точкам вдоль прутка, каждый раз в двух перпендикулярных плоскостях. Среднее — в профиль слайсера, разброс — в заметку о качестве партии.
- Взвесьте первую деталь и сравните с оценкой слайсера. Полученный коэффициент применим ко всей партии этого материала.
- Измерьте средний объёмный расход: взвесить катушку, отпечатать сутки в своём обычном режиме, взвесить снова. Это число связывает граммы с часами.
- Соберите отходы за неделю в отдельный пакет и взвесьте. Юбки, поддержки, сливы и неудачные печати вместе — это и есть ваш реальный припуск, который дальше подставляется в планирование вместо усреднённых 10–15 %.
Что из этого следует
- Масса, длина и объём пересчитываются точно. Через плотность и площадь сечения, без единого измерения — сравнивать катушки по метражу можно только внутри одного материала и диаметра.
- Слайсер управляет длиной подачи, а не объёмом. Поэтому расхождение диаметра сразу становится расхождением расхода, пропорционально квадрату отношения.
- Оценка массы в слайсере — прогноз с ошибкой в единицы граммов и чаще завышает; на мелкой детали это десятки процентов. Весы точнее.
- Десять процентных пунктов заполнения стоят 29 % расхода, лишний периметр — 8 %. Экономить логичнее на заполнении, а не на стенках.
- Сверх модели расходуются пять статей: юбка и кайма, поддержки, башня очистки, слив при смене цвета и брак. Припуск — 10–15 % для простой геометрии, 25–35 % с поддержками или мультиколором.
- Систематический сдвиг диаметра лечится в профиле бесплатно, случайный разброс — нет, и именно он даёт волны на стенках.
- Материал под серию берётся одной партией с запасом. Смена партии в середине тиража видна в собранном изделии.
Вопросы
Сколько метров филамента в катушке на 1 килограмм?
Для диаметра 1,75 мм: 335 м PLA, 327 м PETG, 400 м ABS, 389 м ASA, 365 м PA6. Для 2,85 мм все значения меньше в 2,65 раза. Величина считается точно из плотности полимера и площади сечения, измерять ничего не нужно.
Почему катушка заканчивается раньше, чем показал слайсер?
Складываются три вещи. Прогноз относится к геометрии модели: технологические элементы первого слоя, поддержки, башня очистки и прочистка тракта при смене филамента в него не входят. Пруток может быть систематически толще указанного в профиле — тогда через сопло проходит больше материала, чем рассчитано, пропорционально квадрату отношения диаметров. И нетто катушки бывает меньше заявленного килограмма.
Насколько заполнение влияет на расход материала?
По модельному расчёту для куба 50 мм каждые десять процентных пунктов заполнения меняют массу примерно на 29 % относительно режима 20 %. Переход с 20 % на сплошное заполнение увеличивает расход в 3,3 раза. Дополнительный периметр обходится примерно в 8 %, то есть почти вчетверо дешевле по материалу.
Сколько материала уходит на поддержки?
От долей процента до 30 % и более к массе детали — зависит от геометрии и ориентации на столе. Это единственная статья расхода, которую можно существенно сократить, не меняя ни модель, ни настройки качества: достаточно подобрать ориентацию.
Какой припуск закладывать при закупке материала на серию?
Для простой геометрии без поддержек — 10–15 % к суммарной массе моделей. Для деталей с поддержками, башней очистки или сменой цвета — 25–35 %. После месяца работы усреднённые проценты стоит заменить своей статистикой: собранные и взвешенные отходы дают точную цифру.
Можно ли сравнивать катушки по метражу?
Только внутри одного материала и одного диаметра. Метраж — производная от массы и плотности: катушка ABS длиннее катушки PETG той же массы на 22 %, потому что ABS легче, а не потому, что материала больше. Сравнивать корректно по массе нетто.
Почему деталь весит больше, чем показал слайсер, хотя настройки те же?
Чаще всего это переэкструзия из-за расхождения между фактическим диаметром прутка и значением в профиле, реже — калибровка потока или изменившаяся ширина экструзии. Проверяется взвешиванием одной детали и замером среднего диаметра; и то, и другое занимает несколько минут.
Источники и допущения
Все расчёты на странице сделаны по формулам, которые приведены в тексте, — их можно перепроверить на калькуляторе за минуту.
- Плотности полимеров — типовые справочные значения по даташитам гранулы. У наполненных, матовых и вспененных марок плотность отличается, и таблицу под них надо пересчитывать.
- Модельный расчёт заполнения и периметров — наш: куб 50 мм, слой 0,2 мм, ширина экструзии 0,42 мм, по четыре сплошных слоя снизу и сверху, PLA 1,24 г/см³.
- Погрешность прогноза массы в слайсерах — по опубликованному сравнительному исследованию Simplify3D, Cura и PrusaSlicer: средняя абсолютная ошибка в единицы граммов на деталь, с общей склонностью к завышению.
- Слив при смене филамента — сводные замеры сообщества по системам автоподачи: около 8 г на смену у старших моделей, около 6 г у младших, 4–5 г после настройки профиля.
- Доли на поддержки, кайму и брак — оценки по производственной практике, а не результат измерений; в тексте они прямо помечены как ориентиры, которые заменяются собственной статистикой.
- Пересчёт диаметра в расход — по площади сечения; та же арифметика и публичные допуски производителей разобраны на странице о рейтингах филамента.