Сколько будет весить деталь: считаем массу до печати
Масса важна для дронов, подвижных узлов и доставки. Показываем формулу, плотности популярных пластиков и четыре способа облегчить деталь, не ломая её.
Обновлено 28.10.2026
Материаловеды из MIT собрали из графена пористую структуру с плотностью около 5 % от сплошного материала и прочностью, превосходящей сталь. Главный вывод, который можно применить в печати: прочность определяется архитектурой, а не только составом. Лёгкая решётка может быть прочнее массивного куска. На FDM-принтере облегчение детали идёт тем же путём: меняется структура внутри, а не «материал на легче».
Плотность материалов
| Материал | Плотность, г/см³ | Масса 100 см³ сплошного пластика |
|---|---|---|
| PLA | 1,24 | 124 г |
| PETG | 1,27 | 127 г |
| ABS | 1,04 | 104 г |
| ASA | 1,07 | 107 г |
| Нейлон PA12 | 1,01–1,14 | 101–114 г |
| TPU | 1,20 | 120 г |
| Нейлон с карбоном | 1,15–1,25 | 115–125 г |
| Фотополимер | 1,1–1,2 | 110–120 г |
Для сравнения: алюминий 2,7 г/см³, сталь 7,8 г/см³. Поэтому пластиковая деталь в 2–3 раза легче алюминиевой того же объёма даже при сплошном заполнении.
Формула расчёта
Масса = (объём стенок + объём заполнения) × плотность.
Объём стенок: площадь поверхности × толщина стенки (число периметров × 0,45 мм) плюс верх и низ. Объём заполнения: свободный объём × процент заполнения. Для оценки подойдёт упрощение:
- Объём модели берут из слайсера или CAD в см³.
- Если стенки 3 периметра и заполнение 20 %, умножают объём на коэффициент 0,35–0,5 для мелкой детали и 0,25–0,35 для крупной.
- Результат умножают на плотность материала.
Пример: корпус объёмом 200 см³ из PETG, 3 периметра, заполнение 20 %. 200 × 0,4 × 1,27 = около 100 г. Слайсер покажет цифру точнее: учтёт поддержки, юбку и верхние слои.
Как облегчить деталь
- Сделать полость. Деталь с пустым ядром и стенкой 2,4–3 мм весит в 3–5 раз меньше сплошной. Об этом подробно в разборе полых моделей.
- Выбрать решётку. Гироид и кубическое заполнение 8–15 % дают хороший баланс прочности и веса, чем сетка.
- Убрать лишнее. Облегчающие окна, рёбра вместо сплошных плоскостей, выборка материала там, где нет нагрузки: так работает топологическая оптимизация.
- Взять вспенивающийся материал. LW-PLA при печати расширяется и даёт деталь с плотностью, заметно меньше обычного PLA: подходит для моделей самолётов, дронов и косплея.
Что теряется при облегчении
Лёгкая деталь жёстче снаружи и слабее внутри. Если на неё давит точечная нагрузка (винт, штифт, ударная кромка), нужно оставить локальное уплотнение: бобышка вокруг винта с 5–6 периметрами. Тонкие стенки хуже работают на кручение. Для нагруженных зон лучше сохранить толщину, а облегчить остальное.
Масса для доставки и стоимости
Вес детали влияет на упаковку и логистику, а расход пластика — на цену. Зная массу, можно понять, во сколько обойдётся печать серии: расход на деталь в граммах умножают на тираж. Как складывается цена, показано в материале про себестоимость детали.
Второй пример: кронштейн для дрона
Рассчитаем кронштейн из нейлона с карбоном (1,2 г/см³) объёмом 18 см³. Сплошной он весил бы 21,6 г. С тремя периметрами и заполнением 25 % реальная масса составит около 11–13 г. Если вырезать облегчающие окна и оставить рёбра, можно прийти к 8–9 г без потери жёсткости в нагруженном направлении. Для дрона с взлётной массой 500 г экономия 12 г на четырёх кронштейнах даёт около 10 % массы. Дальше ограничения по прочности: на узел ставят винты, и в зоне винта оставляют сплошной участок. Такой расчёт делается за несколько минут в слайсере и подтверждается взвешиванием на кухонных весах с точностью 0,1 г.
Взвешивание как способ контроля
Масса — самый простой контрольный параметр серии. Взвесьте первые три детали и запишите среднее значение. Если следующая партия отличается больше чем на 3–5 %, значит поменялись настройки, материал или влажность нити. Для цельных деталей разброс обычно 1–2 %. Точность весов 0,1 г достаточна для деталей массой от 10 г. Эту привычку используют в серийном производстве: масса показывает, что заполнение и стенки выдержаны.
Если нужно сделать
Печатаем детали на заказ из PLA, PETG, ABS, ASA, нейлона и композитов. Если для вас важен вес, укажите предельную массу: подберём материал, заполнение и толщину стенок. Раздел детали на заказ описывает порядок работы, а точную стоимость показывает калькулятор. Нейлон с карбоном подробнее — на странице материала.