Filament vochtbeheer onder de knie: complete gids tegen printfouten

Wist u dat uw filamenten vocht kunnen absorberen en dat dit allerlei problemen kan veroorzaken? Misschien bent u op deze post geland omdat u inderdaad plotselinge kwaliteitsproblemen ervaart tijdens het printen en denkt dat het aan het vochtige filament kan liggen.

In dit artikel ga ik over de verschillende filamenten en hoe hygroscopisch ze zijn, wat inhoudt hoeveel vocht ze absorberen en hoe snel ze dat doen, welke problemen meestal optreden bij printen met vochtig filament, en hoe u ze kunt oplossen door het filament te drogen.

Zonder verder uitstel, laten we beginnen!

Welke filamenten absorberen vocht?

Alle FDM-thermoplastische filamenten absorberen vocht tot een bepaalde mate, sommige meer dan anderen, maar ze zijn allemaal hygroscopisch. Bijvoorbeeld, PLA zal tot 40 micron opzwellen over een blootstellingsperiode van 150 uur aan hoge vochtigheidsniveaus, terwijl Nylon, wat veel meer hygroscopisch is, het verzadigingspunt kan bereiken na slechts 24 uur blootstelling.

Filamentopslaginstructies moeten serieus genomen worden, want als het filament dat u gebruikt vocht heeft geabsorbeerd, zal dit zichtbaar zijn in uw prints. Vocht creëert bobbeling aan de extrudernozzle wat resulteert in oneffen lagen en uiteindelijk een printoppervlak dat op een tienergezicht met puistjes lijkt.

Essentieel zult u niet de gladde printoppervlakken krijgen waar u naar streeft als de filamenten die u gebruikt nat zijn.

Verschillende filamenttypen absorberen vocht op verschillende snelheden, waar sommige veel vocht absorberen terwijl anderen zoals HIPS, heel weinig absorberen. Filamenten die vocht absorberen worden gelabeld als hygroscopisch, en hieronder is een lijst van de verschillende filamenttypen geplaatst van meest hygroscopisch naar minst.

Meest hygroscopische filamenten

1. PVA: Dit filament wordt voornamelijk gebruikt voor het printen van supports en wordt doorgaans gebruikt met dual-extrusie printers; één extruder zal gebruikt worden om de supports uit PVA te maken terwijl de andere het 3D-model print. PVA is een geweldig supportfilament omdat het oplosbaar is in water en de na-productietijd vermindert als resultaat.
2. Polycarbonaat: Ook bekend als PC, heeft geweldige eigenschappen zoals sterkte en hittestand, maar zoals andere filamenten, absorberen het vocht en moet met zorg behandeld en correct opgeslagen worden om te voorkomen dat het nat wordt.
3. Nylon: Ondanks extreem hittestend en slagvast te zijn, heeft Nylon één enorm nadeel: het absorbeert vochtigheid in een extreem hoge snelheid, aangezien slechts twee uur blootstelling het onbruikbaar kan maken.
4. PLA: Wanneer niet in gebruik, moet PLA in luchtdichte containers bewaard worden. Het filament is erg populair vanwege het gebruiksgemak, maar het print niet zo goed meer zodra het nat wordt.
5. ABS: ABS is een copolymeer en bestaat uit drie verschillende monomeren: acrylonitriel, butadieen en styreen. Het heeft een langzamere vochtabsorptiesnelheid dan PLA, maar moet nog steeds correct opgeslagen worden in een luchtdichte container.
6. PETG: Opslag van PETG-filament is belangrijk omdat het hygroscopisch is. Hoewel het vocht absorbeert, is de snelheid veel langzamer dan andere filamenttypen, maar ongeacht dit, moet blootstelling aan vocht te allen tijde voorkomen worden.
7. HIPS: Oorspronkelijk gemaakt als supportmateriaal, wordt steeds vaker gebruikt als hoofdfilament. Van alle filamenttypen is HIPS het minst geaffecteerd door vocht en sommigen claimen dat het niet hygroscopisch is.

Problemen bij printen met vochtig filament

Printen met filament dat vocht heeft geabsorbeerd creëert een aantal problemen:

Niet alleen kan filament opzwellen bij blootstelling aan vocht en in diameter toenemen met 20-40 micron wat de print in de war kan schoppen, maar vochtverzadigd filament zal extrusievertragingen veroorzaken, en wanneer de extrusie stopt, blijft het filament uit de nozzle komen. Het kan ook de extruder laten verstopen.

Er kunnen sporen van stoom uit de extruder komen, en het filament zal draadtrekken, wat uw print ruïneert.

Essentieel zal printen met vochtig filament ervoor zorgen dat prints in inconsistent kwaliteit uitkomen.

Hoe te zien of een filament vocht heeft geabsorbeerd?

Vochtverzadigd filament zal op de spoel brosser zijn en minder buigzaam. U zult kraak- en popgeluiden horen wanneer het filament in de extruder wordt opgewarmd en u kunt zelfs een beetje stoom en bellen opmerken.

Het filament zal een vreemde textuur aannemen die merkbaar is met bultjes en stringing als het de nozzle verlaat, wat resulteert in oneffen lagen. Dit zijn de veelvoorkomende tekenen van vochtproblemen, en als gedetecteerd, is het raadzaam het printproces te stoppen en het filament goed te drogen voordat u doorgaat.

Hoe lang duurt het voordat filament vocht absorbeert?

De tijd die het duurt voordat het filament vocht absorbeert tot zijn verzadigingspunt, varieert tussen de verschillende filamenttypen, aangezien PLA en Nylon, bijvoorbeeld, vocht op drastisch verschillende snelheden absorberen. PLA zal tot 40 micron opzwellen over een blootstellingsperiode van 150 uur, terwijl Nylon, wat veel meer hygroscopisch is, het verzadigingspunt na slechts 24 uur blootstelling kan bereiken.

In een test waar PLA gemengd werd met een rubbercompound (RS), tonen de resultaten de decompositie en voortdurende zwakte van PLA met gecontroleerde vochtabsorptie.

De test gaf een geleidelijke verzwakking van de trekkracht van het testonderdeel aan. Het onderdeel werd ook onder enzymatische decompositiecondities geplaatst, en de trekkeigenschappen van de PLA/RS-composiet namen snel af.

Welke filamenten absorberen GEEN vocht?

Alle thermoplastische filamenten absorberen vocht, maar met verschillende snelheden, afhankelijk van de gebruikte additieven. HIPS wordt gezegd het filament te zijn dat de meeste weerstand toont tegen vochtabsorptie. Sommigen claimen dat het niet hygroscopisch is, omdat geen tekenen van de gebruikelijke degradatie gerelateerd aan vochtabsorptie officieel zijn vastgelegd.

HIPS is een erg sterk en duurzaam plastic en is op veel manieren vergelijkbaar met ABS, maar het wordt gewaardeerd als niet-hygroscopisch. HIPS wordt veel gebruikt in speelgoed en CD-hoesjes of dozen, echter, het meest voorkomende gebruik voor HIPS is als supportmateriaal voor andere filamenten zoals ABS, aangezien het gemakkelijk oplosbaar is in d-limoneen of sinaasappelolie.

Hoe filament droog te houden?

Alle filamenten moeten opgeslagen worden in vacuümzakken of in luchtdichte containers met silicagel-pakketjes om eventueel vocht te absorberen, aangezien dit de enige manier is om te garanderen dat het filament zelf droog blijft. Daarnaast zal het opslaan van het filament direct na het printen de blootstelling aan vochtigheid verlagen en de levensduur verhogen.

Filament kan gedroogd worden, echter, maar het in een vochtvrije omgeving te bewaren is uw veiligste zet.

Hoe vochtig filament te drogen

Vochtig filament kan gedroogd worden door een gespecialiseerd apparaat genaamd filamentdroger te gebruiken, of zelfs een gewone voedseldehydrater. Echter, voor de meeste mensen is de simpelste en meest effectieve manier om de filamentspoel in de oven te leggen voor ten minste vier uur, en maximaal acht uur, bij een temperatuur 10°C-20°C onder de glasovergangstemperatuur van het filament (40°C-50°C voor PLA).

Hier zijn de verschillende methoden in meer detail:

Met een filamentdroger

Dit is de beste optie om te overwegen, aangezien het een gecontroleerde vochtvrije omgeving biedt die ervoor zorgt dat uw filament altijd droog en klaar om te printen is.

Een filamtdrogingssysteem is gemakkelijk te bedienen en redelijk betaalbaar. Het droogt niet alleen het filament, maar fungeert ook als veilige opslagfaciliteit.

Een voorbeeld van tijdbesparing op droogtijd is de Sunlu Dryer BOX, een van de meest betaalbare en best beoordeelde filamentdroger; natuurlijk werken deze apparaten geweldig, maar ik denk niet dat ze in de meeste gevallen nodig zijn, aangezien ze een beetje overkill zijn.

In de oven

Dit is een van de meest gebruikte methodes door 3D-printenthousiastelingen om de simpele feit dat we allemaal een oven hebben, en het werkt tot een bepaalde mate.

Echter, er zijn enkele dingen te overwegen, voornamelijk dat filament niet blootgesteld mag worden aan temperaturen in de buurt van de glasovergangstemperatuur, en het proces duurt doorgaans tussen de 4 en 8 uur om een PLA- of Nylon-spoel in een elektrische oven te drogen.

Daarnaast kan een gasoven werken, maar het is veel moeilijker de temperatuur te controleren en ze kunnen ook plekken hebben die veel heter zijn dan andere, wat uw filamentspoel kan ruïneren.

Voedseldehydrater

Het gebruik van een voedseldehydrater is een veiliger optie dan een conventionele oven, omdat het op een lagere temperatuur werkt, maar nog steeds is het niet de ideale keuze vanwege de toegevoegde tijd die nodig is om het filament correct te drogen.

Verbeterd drogen van filament de printkwaliteit?

Filament dat vocht heeft geabsorbeerd en dat daarna correct is gedroogd, werkt net zo goed als compleet nieuw en volledig droog filament. Vocht zelf beïnvloedt de printkwaliteit, maar zodra het uit het filament verwijderd is, werkt het alsof het nooit aan vocht blootgesteld is geweest.

Hoe vocht 3D-geprinte onderdelen beïnvloedt

Een voltooide 3D-filamentprint zal nog steeds beïnvloed worden wanneer blootgesteld aan vocht, of ondergedompeld onder water.

Een experiment werd uitgevoerd met normaal PLA met een 20% mengsel van siliciumcarbide (SiC), en de print werd gedompeld in gedistilleerd water bij 50°C, wat na 58 dagen degradeerde.

De oefening werd herhaald met een hogere SiC-snelheid en de print duurde 140 dagen onder dezelfde condities. De stabiliteit en trekkracht namen initieel toe met het toevoegen van SiC, maar begonnen af te nemen met hogere hoeveelheden SiC.

ABS werd niet direct beïnvloed en behield zijn trekkracht; echter, de stijfheid van de print nam af tijdens het verouderingsproces terwijl de breukrekking toe nam. Dit duidde erop dat de print verzacht was door continue blootstelling aan water.

Nu, los van de studie, als u leest wat andere makers zeggen, lijken ze heel verschillende meningen en ervaringen te hebben; sommigen claimen dat hun PLA bros wordt wanneer het wekenlang onder water blijft, terwijl anderen het complete tegenovergestelde ervaren, waar hun prints na zelfs 3 jaar onder water nog steeds als nieuw voelden.

Uit mijn ervaring zijn er veel verschillende condities die vervuld moeten zijn voor prints om bros te worden wanneer in water gelaten, zoals voldoende hoge watertemperaturen, in direct zonlicht (waarschijnlijk de grootste schuldige), etc.

Ik schreef een bericht over hoe water 3D-geprinte onderdelen beïnvloedt, voornamelijk PLA, dus check dat zeker uit.

Wat is de gemiddelde levensduur van een 3D-filamentspoel?

Gemiddeld heeft 3D-filament een levensduur van 2-3 jaar in de oorspronkelijke verpakking, wat meestal vacuümverpakt is, en als het in de juiste omstandigheden bewaard wordt. PLA of ABS kan langer dan een jaar mee gaan als het in optimale omstandigheden bewaard wordt (lage vochtigheid, weg van zonlicht en opgeslagen bij redelijk lage temperaturen). Ideale opslag zou een vochtigheidswaarde van 10-13% moeten hebben.

Als u meer wilt leren over de gemiddelde levensduur van 3D-filamentspoelen en hoe lang ze daadwerkelijk mee gaan voor printen, check dan dit artikel dat ik schreef.

Conclusie

Vocht kan en zal zowel filament als 3D-geprinte onderdelen beïnvloeden, wat de reden is waarom het zo belangrijk is om het filament correct op te slaan in vacuümverpakte zakken of in afgedichte luchtdichte containers met silicagel-pakketjes.

Als u vergeten bent uw filament op te slaan en het blootgesteld is aan veel vocht, maak u geen zorgen! Het kan nog steeds gedroogd en hergebruikt worden zonder problemen, maar u moet proberen het zo veel mogelijk van vocht fern te houden, aangezien de filamentspoel 4-8 uur in de oven steken niet zo leuk is.

Ik hoop dat deze informatie nuttig was!

Een prachtige dag!

De hygroscopische aard van PLA betekent dat het vocht absorberen zal wanneer het langdurig blootgesteld blijft zonder correct opgeslagen te zijn in een afgedichte container met silicakralen of silicagel-pakketjes. Eenmaal PLA vocht heeft geabsorbeerd, wordt het bros en breekt makkelijker, en printen ermee is harder. Er zijn echter manieren om vocht uit een filamentrol te verwijderen wat het terugbrengt naar de oorspronkelijke staat.

Bekijk onze aanbevolen producten

We hebben een aanbevolen productensectie samengesteld die de gisswerk uit het zoeken naar de juiste printer, filament of upgrades haalt. We weten dat dit een overweldigende taak kan zijn die vaak tot verwarring leidt.

We hebben een selectie 3D-printers geselecteerd die geschikt zijn voor beginners, gevorderden en experts, en de filaments en upgrades zijn door ons getest en met zorg gekozen, zodat u weet dat wat u ook kiest, verwacht werkt.