Beyond Datasheets: A Comparative Evaluation of Standard and Technical Filaments in High-Speed FDM 3D Printing

Fuat Kartal; Arslan Kaptan

Makale detayları

Beyond Datasheets: A Comparative Evaluation of Standard and Technical Filaments in High-Speed FDM 3D Printing

Yazarlar:

Fuat Kartal | Arslan Kaptan

Yayıncı:

Kastamonu University

Ana Başlıklar:

Malzeme Tasarım ve Davranışları

Dergi:

Kastamonu Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Vol.11 Issue 1, pp.1-11

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

6/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001351398

pISSN:

2667-8209

Anahtar kelimeler:

Özet:

 This study presents a systematic comparative evaluation of the printing performance of both standard and technical filament types on a high-speed FDM 3D printer Creality K1 Max. Unlike datasheet-based comparisons, this research experimentally investigates the real-world effects of nozzle temperature, bed temperature, print speed, volumetric flow rate, and cooling settings across nine widely available filament types, including PLA, ABS, PETG, TPU, ASA, PC, carbon-reinforced PLA, silk PLA and hyper PLA. Using standardized test geometries and consistent environmental controls, the study assesses dimensional accuracy, surface quality, and warping tendencies. The results demonstrate that while Hyper PLA enables printing speeds up to 300 mms with minimal surface defects, technical filaments like ABS and PC require strict temperature and cooling regulation to avoid warping and delamination. A correlation heatmap and optimization matrix were constructed to visualize key parameter interactions. This work contributes to the field by offering a consolidated, data-driven guide for tuning print parameters based on filament-specific behaviorextending beyond catalog data and enabling informed material selection and process control in high-speed 3D printing applications.

 This study presents a systematic comparative evaluation of the printing performance of both standard and technical filament types on a high-speed FDM 3D printer Creality K1 Max. Unlike datasheet-based comparisons, this research experimentally investigates the real-world effects of nozzle temperature, bed temperature, print speed, volumetric flow rate, and cooling settings across nine widely available filament types, including PLA, ABS, PETG, TPU, ASA, PC, carbon-reinforced PLA, silk PLA and hyper PLA. Using standardized test geometries and consistent environmental controls, the study assesses dimensional accuracy, surface quality, and warping tendencies. The results demonstrate that while Hyper PLA enables printing speeds up to 300 mms with minimal surface defects, technical filaments like ABS and PC require strict temperature and cooling regulation to avoid warping and delamination. A correlation heatmap and optimization matrix were constructed to visualize key parameter interactions. This work contributes to the field by offering a consolidated, data-driven guide for tuning print parameters based on filament-specific behaviorextending beyond catalog data and enabling informed material selection and process control in high-speed 3D printing applications.

 This study presents a systematic comparative evaluation of the printing performance of both standard and technical filament types on a high-speed FDM 3D printer Creality K1 Max. Unlike datasheet-based comparisons, this research experimentally investigates the real-world effects of nozzle temperature, bed temperature, print speed, volumetric flow rate, and cooling settings across nine widely available filament types, including PLA, ABS, PETG, TPU, ASA, PC, carbon-reinforced PLA, silk PLA and hyper PLA. Using standardized test geometries and consistent environmental controls, the study assesses dimensional accuracy, surface quality, and warping tendencies. The results demonstrate that while Hyper PLA enables printing speeds up to 300 mms with minimal surface defects, technical filaments like ABS and PC require strict temperature and cooling regulation to avoid warping and delamination. A correlation heatmap and optimization matrix were constructed to visualize key parameter interactions. This work contributes to the field by offering a consolidated, data-driven guide for tuning print parameters based on filament-specific behaviorextending beyond catalog data and enabling informed material selection and process control in high-speed 3D printing applications.

 Bu çalışma, yüksek hızlı bir FDM 3D yazıcıda Creality K1 Max hem standart hem de teknik filament tiplerinin baskı performansının sistematik karşılaştırmalı değerlendirmesini sunmaktadır. Veri sayfası tabanlı karşılaştırmaların aksine, bu araştırma, PLA, ABS, PETG, TPU, ASA, PC, karbon takviyeli PLA, silk PLA ve hyper PLA dahil olmak üzere yaygın olarak bulunan sekiz filament tipinde nozul sıcaklığı, yatak sıcaklığı, baskı hızı, hacimsel akış hızı ve soğutma ayarlarının gerçek dünya etkilerini deneysel olarak araştırmaktadır. Standart test geometrileri ve tutarlı çevresel kontroller kullanılarak, çalışma boyutsal doğruluğu, yüzey kalitesini ve eğilme eğilimlerini değerlendirmektedir. Sonuçlar, Hyper PLAnın minimum yüzey kusurlarıyla 300 mmsye kadar baskı hızlarına olanak tanırken, ABS ve PC gibi teknik filamentlerin eğilme ve delaminasyonu önlemek için sıkı sıcaklık ve soğutma düzenlemesi gerektirdiğini göstermektedir. Temel parametre etkileşimlerini görselleştirmek için bir korelasyon ısı haritası ve optimizasyon matrisi oluşturulmuştur. Bu çalışma, filament-spesifik davranışa dayalı baskı parametrelerinin ayarlanması için konsolide edilmiş, veri odaklı bir kılavuz sunarak alana katkıda bulunmakta; katalog verilerinin ötesine geçerek yüksek hızlı 3B baskı uygulamalarında bilinçli malzeme seçimi ve süreç kontrolü sağlamaktadır.

Makale detayları

Beyond Datasheets: A Comparative Evaluation of Standard and Technical Filaments in High-Speed FDM 3D Printing

Yazarlar:

Fuat Kartal | Arslan Kaptan

Yayıncı:

Kastamonu University

Ana Başlıklar:

Malzeme Tasarım ve Davranışları

Dergi:

Kastamonu Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Vol.11 Issue 1, pp.1-11

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

6/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001351398

pISSN:

2667-8209

3D Printing

Additive Manufacturing

Comparative Analysis

Strength performance3B yazıcı

Eklemeli İmalat

Kıyaslamalı Analiz

Mukavemet Performansı

Sayı

Makale detayları

Yazarlar: Fuat Kartal | Arslan Kaptan

Yayıncı: Kastamonu University

Ana Başlıklar: Malzeme Tasarım ve Davranışları

Dergi: Kastamonu Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Vol.11 Issue 1, pp.1-11

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 6/2025

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2001351398

pISSN: 2667-8209

Sayı

Yazarlar:

Fuat Kartal | Arslan Kaptan

Yayıncı:

Kastamonu University

Ana Başlıklar:

Malzeme Tasarım ve Davranışları

Dergi:

Kastamonu Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Vol.11 Issue 1, pp.1-11

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

6/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001351398

pISSN:

2667-8209