Filamente und Feuchtigkeitsaufnahme; Komplette Anleitung!

Wussten Sie, dass Ihre Filamente Feuchtigkeit aufnehmen können und dass dies zu allen möglichen Problemen führen kann? Nun, vielleicht sind Sie auf diesem Beitrag gelandet, weil Sie tatsächlich plötzliche Qualitätsprobleme beim Drucken haben und denken, dass es daran liegen könnte, dass das Filament nass ist.

In diesem Artikel gehe ich auf die verschiedenen Filamente ein und wie hygroskopisch sie sind, d. h. wie viel Feuchtigkeit sie aufnehmen und wie schnell sie diese aufnehmen, welche Probleme beim Drucken mit nassem Filament normalerweise auftreten und wie man sie löst Trocknen des Filaments.

Also, ohne weitere Umschweife, fangen wir an!

Welche Filamente nehmen Feuchtigkeit auf?

Alle thermoplastischen FDM-Filamente absorbieren bis zu einem gewissen Grad Feuchtigkeit, einige mehr als andere, aber sie sind alle hygroskopisch. Beispielsweise quillt PLA über einen Zeitraum von 150 Stunden hoher Feuchtigkeit auf bis zu 40 Mikrometer auf, während Nylon, das viel hygroskopischer ist, seinen Sättigungspunkt nach nur 24 Stunden Exposition erreichen kann.

Die Anweisungen zur Aufbewahrung von Filamenten sollten ernst genommen werden, denn wenn das von Ihnen verwendete Filament Feuchtigkeit absorbiert hat, wird dies in Ihren Drucken sichtbar sein. Feuchtigkeit erzeugt Blasen an der Extrusionsdüse, die zu ungleichmäßigen Schichten und schließlich zu einer Druckoberfläche führen, die dem Pickelgesicht eines Teenagers ähnelt.

Im Wesentlichen erhalten Sie nicht die gewünschten glatten Druckoberflächen, wenn die verwendeten Filamente nass sind.

Verschiedene Filamenttypen absorbieren Feuchtigkeit mit unterschiedlichen Raten, wobei einige sehr viel Feuchtigkeit absorbieren, während andere wie HIPS sehr wenig absorbieren. Filamente, die Feuchtigkeit absorbieren, werden als hygroskopisch gekennzeichnet, und unten finden Sie eine Liste der verschiedenen Filamenttypen, die in der Reihenfolge vom hygroskopischsten zum am wenigsten geordnet sind.

Die meisten hygroskopischen Filamente

1. PVA: Dieses Filament wird hauptsächlich zum Bedrucken von Trägern verwendet und wird im Allgemeinen mit Dual-Extrusionsdruckern verwendet. Ein Extruder wird verwendet, um die Stützen aus PVA herzustellen, während der andere das 3D-Modell druckt. PVA ist ein großartiges Stützfilament, da es wasserlöslich ist und dadurch die Nachproduktionszeit verkürzt.
2. Polycarbonat: Auch bekannt als PC, hat großartige Eigenschaften wie Festigkeit und Hitzebeständigkeit, aber wie andere Filamente nimmt es Feuchtigkeit auf und muss sorgfältig behandelt und richtig gelagert werden, damit es nicht nass wird.
3. Nylon: Obwohl Nylon extrem hitze- und stoßfest ist, hat es einen großen Nachteil:Es nimmt Feuchtigkeit extrem schnell auf, da es bereits nach zwei Stunden unbrauchbar werden kann.
4. PLA: Bei Nichtgebrauch muss PLA in luftdichten Behältern aufbewahrt werden. Das Filament ist wegen seiner Benutzerfreundlichkeit sehr beliebt, aber es druckt nicht mehr so ​​gut, wenn es nass wird.
5. ABS: ABS ist ein Copolymer und besteht aus drei verschiedenen Monomeren:Acrylnitril, Butadien und Styrol. Es hat eine langsamere Feuchtigkeitsabsorptionsrate als PLA, muss aber dennoch ordnungsgemäß in einem luftdichten Behälter aufbewahrt werden.
6. PETG: Die Lagerung von PETG-Filament ist wichtig, da es hygroskopisch ist. Obwohl es Feuchtigkeit aufnimmt, ist die Geschwindigkeit viel langsamer als bei anderen Filamenttypen, aber unabhängig davon sollte der Kontakt mit Feuchtigkeit zu jeder Zeit verhindert werden.
7. HÜFTEN: Ursprünglich als Trägermaterial geschaffen, wird es immer mehr als Hauptdruckfilament verwendet. Von allen Filamenttypen wird HIPS am wenigsten von Feuchtigkeit beeinflusst und manche behaupten, es sei nicht hygroskopisch.

Probleme beim Drucken mit nassem Filament

Das Drucken mit Filamenten, die Feuchtigkeit absorbiert haben, führt zu einer Reihe von Problemen:

Das Filament kann nicht nur anschwellen, wenn es Feuchtigkeit ausgesetzt wird, und im Durchmesser um 20–40 Mikrometer zunehmen, was den Druck stören kann, sondern ein feuchtigkeitsgesättigtes Filament führt zu Verzögerungen bei der Extrusion, und wenn die Extrusion gestoppt wird, tritt das Filament weiterhin aus der Düse aus. Es kann auch dazu führen, dass der Extruder blockiert.

Es können einige Dampfspuren aus dem Extruder kommen und das Filament wird fadenziehend, was Ihren Druck ruinieren wird.

Im Wesentlichen führt das Drucken mit nassem Filament dazu, dass Drucke in inkonsistenter Qualität ausgegeben werden.

Woran erkennt man, ob ein Filament Feuchtigkeit aufgenommen hat?

Feuchtigkeitsgesättigtes Filament wird auf der Spule spröder und weniger flexibel. Beim Erhitzen des Filaments im Extruder hören Sie Knack- und Knallgeräusche und manchmal bemerken Sie sogar ein wenig Dampf und Blasen.

Das Filament nimmt eine seltsame Textur an, die sich durch Kleckse und Fäden bemerkbar macht, wenn es die Düse verlässt, was zu ungleichmäßigen Schichten führt. Dies sind die häufigsten Anzeichen von Feuchtigkeitsproblemen, und wenn sie erkannt werden, ist es ratsam, den Druckvorgang zu stoppen und das Filament gut zu trocknen, bevor Sie fortfahren.

Wie lange dauert es, bis das Filament Feuchtigkeit absorbiert?

Die Zeit, die das Filament benötigt, um Feuchtigkeit bis zu seinem Sättigungspunkt aufzunehmen, variiert zwischen den verschiedenen Filamenttypen, da beispielsweise PLA und Nylon Feuchtigkeit mit drastisch unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufnehmen. PLA quillt über einen 150-stündigen Expositionszeitraum auf bis zu 40 Mikron auf, während Nylon, das viel hygroskopischer ist, seinen Sättigungspunkt nach nur 24 Stunden Exposition erreichen kann.

In einem durchgeführten Test, bei dem PLA mit einer Gummimischung (RS) gemischt wurde, zeigen die Ergebnisse die Zersetzung und anhaltende Schwäche von PLA bei kontrollierter Feuchtigkeitsaufnahme.

Der Test zeigte eine allmähliche Schwächung der Zugfestigkeit des Testteils. Das Teil wurde auch enzymatischen Zersetzungsbedingungen ausgesetzt, und die Zugeigenschaften des PLA/RS-Verbundstoffs nahmen schnell ab.

Welche Filamente nehmen keine Feuchtigkeit auf?

Alle thermoplastischen Filamente nehmen Feuchtigkeit auf, jedoch mit unterschiedlichen Raten, abhängig von den verwendeten Additiven. HIPS gilt als das Filament, das der Feuchtigkeitsaufnahme den größten Widerstand entgegensetzt. Einige behaupten, es sei nicht hygroskopisch, da keine Anzeichen für den üblichen Abbau im Zusammenhang mit der Feuchtigkeitsaufnahme offiziell aufgezeichnet wurden.

HIPS ist ein sehr starker und langlebiger Kunststoff und ähnelt in vielerlei Hinsicht ABS, wird jedoch als nicht hygroskopisch eingestuft. HIPS wird häufig in Spielzeug und CD-Hüllen oder -Boxen verwendet, am häufigsten wird HIPS jedoch als Trägermaterial für andere Filamente wie ABS verwendet, da es sich leicht in d-Limonen oder Orangenöl auflösen lässt.

Wie hält man das Filament trocken?

Alle Filamente sollten entweder in Vakuumbeuteln oder in luftdichten Behältern mit Silikagelpäckchen gelagert werden, um eventuelle Feuchtigkeit aufzunehmen, da nur so sichergestellt ist, dass das Filament selbst trocken bleibt. Darüber hinaus verringert die Lagerung des Filaments direkt nach dem Drucken die Exposition gegenüber Feuchtigkeit und verlängert seine Lebensdauer.

Das Filament kann jedoch getrocknet werden, aber es ist am sichersten, es zunächst in einer feuchtigkeitsfreien Umgebung aufzubewahren.

Wie man nasses Filament trocknet

Nasses Filament kann mit einem speziellen Gerät namens Filamenttrockner oder sogar einem normalen Dörrgerät getrocknet werden. Für die meisten Menschen ist es jedoch am einfachsten und effektivsten, die Filamentspule mindestens vier Stunden und maximal acht Stunden bei einer Temperatur von 10 ° C bis 20 ° C unter der Glasübergangstemperatur des Filaments (40 ° C) in den Ofen zu legen -50 °C für PLA).

Hier sind die verschiedenen Methoden im Detail:

Mit einem Filamenttrockner

Dies ist die beste Option, die Sie in Betracht ziehen sollten, da sie eine kontrollierte, feuchtigkeitsfreie Umgebung bietet, die sicherstellt, dass Ihr Filament immer trocken und druckbereit ist.

Ein Filament-Trocknungssystem ist einfach zu bedienen und relativ erschwinglich. Es trocknet nicht nur das Filament, sondern dient auch als sichere Aufbewahrungsmöglichkeit.

Ein Beispiel für Zeitersparnis bei der Trocknungszeit ist die Sunlu Dryer BOX, die einer der günstigsten und dennoch am besten bewerteten Filamenttrockner ist; Natürlich funktionieren diese Geräte hervorragend, aber ich denke nicht, dass sie in den meisten Fällen benötigt werden, da sie ein bisschen übertrieben sind.

Im Ofen

Dies ist eine der am häufigsten verwendeten Methoden von 3D-Druck-Enthusiasten, da wir alle einen Ofen haben und er bis zu einem gewissen Grad funktioniert.

Es gibt jedoch einige Dinge zu beachten, hauptsächlich, dass das Filament keinen Temperaturen in der Nähe seiner Glasübergangstemperatur ausgesetzt werden sollte und der Prozess im Allgemeinen zwischen 4 und 8 Stunden dauert, um eine PLA- oder Nylonspule in einem Elektroofen zu trocknen.

Außerdem kann die Verwendung eines Gasofens funktionieren, aber es ist viel schwieriger, die Temperatur zu kontrollieren, und sie können auch Stellen haben, die viel heißer sind als andere, was dazu führen kann, dass Ihre Filamentspule ruiniert wird.

Lebensmittel-Dehydrator

Die Verwendung eines Dörrgeräts ist eine sicherere Option als die Verwendung eines herkömmlichen Ofens, da er bei einer niedrigeren Temperatur arbeitet, aber aufgrund der zusätzlichen Zeit, die erforderlich ist, um das Filament richtig zu trocknen, dennoch nicht die ideale Wahl.

Verbessert das Trocknen des Filaments die Druckqualität?

Filament, das Feuchtigkeit absorbiert hat und danach richtig getrocknet wurde, funktioniert genauso gut wie brandneues und vollständig trockenes Filament. Feuchtigkeit selbst beeinträchtigt die Druckqualität, aber sobald sie vom Filament entfernt wurde, funktioniert es so, als wäre es nie Feuchtigkeit ausgesetzt gewesen.

Wie wirkt sich Feuchtigkeit auf 3D-gedruckte Teile aus?

Ein fertiger 3D-Filamentdruck wird immer noch beeinträchtigt, wenn er Feuchtigkeit ausgesetzt oder unter Wasser getaucht wird.

Ein Experiment wurde unter Verwendung von normalem PLA mit einer 20%igen Mischung aus Siliziumkarbid (SiC) durchgeführt, und der Druck wurde in destilliertes Wasser bei 50 °C getaucht, das sich in 58 Tagen zersetzte.

Die Übung wurde mit einer höheren SiC-Rate wiederholt und der Druck dauerte 140 Tage unter den gleichen Bedingungen. Die Stabilität und Zugfestigkeit stieg zunächst mit der Zugabe von SiC an, begann jedoch mit höheren SiC-Mengen eine Abnahme zu messen.

ABS wurde nicht sofort angegriffen und behielt seine Zugfestigkeit; jedoch nahm die Steifheit des Drucks während des Alterungsprozesses ab, während die Bruchdehnung zunahm. Dies deutet darauf hin, dass der Druck aufgeweicht wurde, weil er ständig Wasser ausgesetzt war.

Nun, Studieren beiseite, wenn Sie darüber lesen, was andere Hersteller sagen, scheinen sie sehr unterschiedliche Meinungen und Erfahrungen zu haben; Einige behaupten, dass ihr PLA innerhalb weniger Wochen spröde wird, wenn es unter Wasser gelassen wird, während andere das genaue Gegenteil erleben, wo sich ihre Drucke sogar nach 3 Jahren unter Wasser brandneu anfühlen.

Meiner Erfahrung nach müssen viele verschiedene Bedingungen erfüllt sein, damit Drucke spröde werden, wenn sie im Wasser belassen werden, z. B. ausreichend hohe Wassertemperaturen, direkte Sonneneinstrahlung (wahrscheinlich der größte Übeltäter) usw.

Ich habe einen Beitrag darüber geschrieben, wie sich Wasser auf 3D-gedruckte Teile auswirkt, hauptsächlich PLA, also schau es dir unbedingt an.

Was ist die durchschnittliche Lebensdauer einer 3D-Filamentspule?

Im Durchschnitt hat 3D-Filament eine Lebensdauer von 2-3 Jahren in der Originalverpackung, die normalerweise vakuumversiegelt ist, und wenn sie unter den richtigen Bedingungen aufbewahrt wird. PLA oder ABS können bei optimalen Bedingungen (geringe Luftfeuchtigkeit, vor Sonnenlicht geschützt und bei angemessen niedrigen Temperaturen gelagert) über ein Jahr halten. Ideale Lagerung sollte einen Feuchtigkeitswert von 10-13% haben.

Wenn Sie mehr über die durchschnittliche Lebensdauer von 3D-Filamentspulen erfahren möchten und wie lange sie tatsächlich zum Drucken halten, lesen Sie diesen Artikel, den ich geschrieben habe.

Schlussfolgerung

Feuchtigkeit kann und wird sowohl Filamente als auch 3D-gedruckte Teile beeinträchtigen, weshalb es so wichtig ist, das Filament ordnungsgemäß entweder in vakuumversiegelten Beuteln oder in versiegelten luftdichten Behältern mit Silikagelpäckchen aufzubewahren.

Wenn Sie vergessen haben, Ihr Filament aufzubewahren, und es viel Feuchtigkeit ausgesetzt war, machen Sie sich keine Sorgen! Es kann immer noch ohne Probleme getrocknet und wiederverwendet werden, aber Sie sollten versuchen, es so weit wie möglich von Feuchtigkeit fernzuhalten, da es nicht so viel Spaß macht, die Filamentspule für 4-8 Stunden in die Hülle zu stecken.

Ich hoffe, diese Informationen waren hilfreich!

Ich wünsche Ihnen einen wunderschönen Tag!

Nimmt PLA-Filament Feuchtigkeit auf?

Die hygroskopische Natur von PLA bedeutet, dass es Feuchtigkeit absorbiert, wenn es längere Zeit ausgesetzt wird, ohne dass es ordnungsgemäß in einem verschlossenen Behälter mit Silikaperlen oder Silikagelpäckchen gelagert wird. Sobald PLA Feuchtigkeit aufgenommen hat, wird es spröde und bricht leichter, und das Drucken damit wird schwieriger. Es gibt jedoch Möglichkeiten, Feuchtigkeit von einer Filamentrolle zu entfernen, wodurch sie wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzt wird.

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