Kan 3D-printerfilament achteruitgaan? Oorzaken & oplossingen

Meer dan vaak zijn we redelijk zeker dat onze 3D-printer goed gekalibreerd is en klaar om ongelooflijk mooie objecten te printen aan onze hoge kwaliteitsstandaards. Plotseling besluiten we een nieuw object te printen met een spoel filament die al een tijdje niet gebruikt is. Tot onze verrassing merken we dat het resultaat ver onder onze gewone verwachtingen uitvalt.

Kan een spoel filament dus slecht worden en zijn eigenschappen verliezen? Wat zijn de meest waarschijnlijke oorzaken van dit probleem?

Als het filament niet in een afgedichte container met silicagel wordt opgeslagen, zal het vocht absorberen wat het broos maakt, net als blootstelling aan UV-licht, want dit kan het filament ook broos en gevoelig voor breken maken, en de spoel kan ook in de war raken als hij niet goed bevestigd wordt in de gaten van de spoel voordat hij opgeslagen wordt.

In het kort, hier is een tabel met oorzaken die een spoel onbruikbaar kunnen maken, de gevolgen en de oplossingen.

Hoe lang houdt filament doorgaans?

Als het filament in een droge en relatief koele plaats wordt opgeslagen en in de verpakking gehouden om vocht te voorkomen, kun je verwachten dat je filament zijn eigenschappen behoudt voor ten minste 2 jaar. Dit geldt voor de meeste populaire thermoplasten, zoals PLA, ABS en PETG. De uitzondering op deze regel is Nylon, dat doorgaans na 12 maanden houdbaarheid niet meer zo goed werkt.

Houd er rekening mee dat de printkwaliteit van het filament veel langer dan 2 jaar bewaard kan blijven, maar je moet het gebruiken om te weten of het nog goed is, maar vermijd in het algemeen het kopen van filamentspoelen die al twee of meer jaren op een plank liggen.

Ongeacht, er zijn te veel variabelen betrokken, dus het is bijna onmogelijk om definitief te weten hoe lang een gegeven spoel filament jou zal volhouden.

De levensduur van filament hangt af van veel factoren, zoals de lokale atmosferische omstandigheden van het filament, de blootstelling aan zonlicht, temperatuur en vochtigheid), en de initiële kwaliteit en het type thermoplast.

PLA

Typisch heeft PLA-filament een houdbaarheid van ongeveer 2-3 jaar. Dit betekent dat je het kunt kopen, opbergen in een koele, droge, donkere plek in de oorspronkelijke verpakking (om vocht te voorkomen), en nog steeds ermee kunt printen bijna 3 jaar later. Houd er rekening mee dat na 2 jaar de printkwaliteit kan beginnen te achteruitgaan.

PLA-filament kan lang duren voordat het begint broos te worden en tekenen van slijtage vertoont, maar vermijd zeker PLA-spoelen die in een hete garage of in de zon zijn opgeslagen, aangezien PLA niet van houdt van hitte of blootstelling aan UV-licht.

Aan de andere kant kan PLA dat binnenopgeslagen wordt bij kamertemperatuur een paar jaar duren zonder kwaliteitsverlies.

ABS

ABS-filament heeft een vergelijkbare houdbaarheid als PLA, wat betekent dat, als het niet blootgesteld wordt aan vocht, het tot twee jaar kan duren nadat het uit de verpakking is gehaald.

ABS is een sterker en duurzamer materiaal dan PLA. Omdat het een hogere glasovergangstemperatuur heeft (105°C vergeleken met 60°C van PLA), kan het hitte beter weerstaan.

Hoewel het minder gevoelig is voor waterabsorptie dan andere thermoplasten, is het nog steeds een goed idee om op de veilige kant te blijven en je ABS-spoelen in een vriendelijke omgeving te bewaren. Hiermee bedoel ik: bewaar het in de verpakking met meerdere silicagel-zakjes, niet in direct zonlicht, enz.

Nylon

Nylons grote affiniteit voor water is problematisch, het absorbeert water als een spons, wat ertoe leidt dat het opzwelt en de printnozzle dichtmaakt, wat inconsistente output kan creëren.

In slechts een paar dagen kan het tussen 1% en 3% vocht absorberen, en deze hoge vochtinhoud zal ervoor zorgen dat het materiaal faalt bij het printen.

In technische termen is Nylon een thermoplast dat de eigenschap heeft hygroskoop te zijn. Het is een fancy manier van zeggen dat het graag vocht absorbeert.

Om die reden, als Nylon open blijft liggen, zal de levensduur aanzienlijk worden verminderd in een paar dagen. Het is ook ongeschikt voor het printen van producten die bedoeld zijn voor buitengebruik. De meeste Nylon-merken hebben een maximale houdbaarheid van 12 maanden.

Het is de moeite waard om te vermelden dat alle filaments min of meer hygroskoop zijn en vocht zullen absorberen. Ze kunnen echter slechts een bepaald percentage absorberen en dat is het. Dit is natuurlijk niet ideaal voor het printen met het filament, aangezien vocht allerlei problemen kan creëren, maar als je er niet tegen hebt dat je print iets opzwelt, dan kun je zeker geprinten modellen buiten laten liggen en zodra ze wat vocht hebben geabsorbeerd, zullen ze geen meer absorberen.

PETG

PETG is een co-polyester, het heeft twee hoofdcomponenten: PET en glycol. Het is sterker en duurzamer dan PLA alsook een beetje flexibeler; PETG-filament heeft een hogere glasovergangstemperatuur wat betekent dat het niet zo gemakkelijk vervormt als PLA wanneer het aan lage vormen van hitte wordt blootgesteld (in een auto, bijvoorbeeld).

Bewaar PETG-filament in een afgedichte container om het van vocht fern te houden. Opslagtemperatuur is ook kritisch. PETG-filament kan lang duren als het in een koele plaats wordt opgeslagen, maar als het filament aan hitte wordt blootgesteld, wordt het broos en kraakt, vooral wanneer het gelijktijdig aan vocht wordt blootgesteld.

De meeste PETG-filaments kunnen 2 jaar of langer bewaard worden voordat ze broos worden en kraken. Je moet het in een koele plaats bewaren en van vocht of direct zonlicht fernhouden om ervoor te zorgen dat het zijn kwaliteiten zo lang mogelijk behoudt.

Nu, waar PETG verschilt van de vorige filaments, is dat het UV-bestendig is, wat het een geweldig filament maakt voor buitengebruik.

Hoe te zien of filament slecht is gegaan en wat ervoor zorgt?

Het slechte nieuws is dat er geen duidelijke manier is om te zien of een filamentspoel slecht is gegaan. Het goede nieuws is dat 3D-printers op geen enkele manier beschadigd zullen worden door het gebruik van oud filament, dus je kunt altijd een snelle testprint proberen om de algehele kwaliteit van een spoel te controleren.

Mensen adviseren de volgende drie tests om een slecht filament te identificeren:

• Rektest: Het is geen volledig betrouwbare methode, aangezien PLA een beetje flexibeler kan zijn voordat het breekt. Deze methode vereist ook dat je een beetje vertrouwen hebt in je eigen observatiekrachten. Ik vind dit tijdverspilling omdat het geen conclusieve bewijzen oplevert.
• Stresstest: Een nog minder betrouwbare manier om PLA-filament te onderzoeken op tekenen van degradatie is om het even verticaal te laten hangen voordat je test. Ook niet aanbevolen.
• Print een klein object: dit is verreweg de beste manier om de huidige kwaliteit van een spoel filament te testen. Print een klein object met je gewone instellingen en controleer of de output zo goed is als je zou verwachten. Als je knettergeluiden hoort tijdens de extrusie, kun je zeker weten dat je te maken hebt met vochtig filament.

Zoals je misschien hebt gemerkt, ben ik duidelijk geen grote fan van de eerste twee aanbevelingen die meestal worden voorgesteld. Waarom zou je tests uitvoeren die je een hint geven van de kwaliteit als je een snelle en makkelijke manier hebt om hetgeen je probeert te meten daadwerkelijk te testen!

Hoe beïnvloedt vocht filament?

Vocht dat in een spoel ophoopt, kan leiden tot erg slechte printkwaliteit en zelfs breuk. Als je filament uitgerekt en draadtrekkend van je spoel komt, kan dat een indicatie zijn dat je filament niet voldoende droog is.

De gevolgen van printen met vochtige filaments zijn talrijk, en het is een van de hoofdoorzaken bij het verkrijgen van slechte resultaten.

Lees gewoon door de lijst met mogelijke gevolgen van vochtig filament. Je wilt dit zeker vermijden!

Vochtig filament kan leiden tot:

• Gaten in de bovenste lagen van je delen vinden
• Bellen op de punt van de extruder
• Slecht hafting op het bouwplatform
• Zeer heterogene resultaten bij het printen van hetzelfde model
• Start en einde van extrusie is vertraagd, wat leidt tot slechte kwaliteit
• Nozzle stopt willekeurig met extruderen van filament

Waarom heeft vocht zo'n groot effect op printkwaliteit? Wat precies gebeurt er?

Schuimen

Het schuimingsfenomeen is de hoofdoorzaak van filamenteuxpansie. Het is slecht voor je prints. Het maakt de lagen zwakker en kan de print eruit laten zien als een plak Zwitserse kaas. Het wordt veroorzaakt door twee factoren: verdamping van geabsorbeerd vocht, en excessieve retactie.

Schuimen is het proces waarbij het polymere molecuul wordt afgebroken in een gasvormige toestand. Polymere moleculen zijn groot en kunnen gemakkelijk ontvouwen. Als gevolg verliezen ze kracht wanneer ze nat zijn en kunnen ze zelfs in losse secties breken. De energie die nodig is om deze bindingen te verstoren, zorgt ervoor dat het filament opzwelt en uitdijt.

Hydrolyse

Hydrolyse is een ander proces dat op atomair niveau gebeurt: Naarmate het polymere water opneemt, degradeert het door sommige van zijn chemische bindingen te breken. Dit verandert het polymere in een monomeer.

Wanneer je je 3D-printer gebruikt, is een filament met lage vochtinhoud erg belangrijk. Bellen in de print maken zelfs het mooiste ontwerp een rommel. Goed drogen van filament zorgt ervoor dat je ontwerpen schoon en mooi uitkomen.

Hoe vochtig filament te repareren?

Waarschijnlijk de simpelste, meest kosteneffectieve manier om vochtigheid geleidelijk over een filament te equaliseren, is om het te desicceren met behulp van een oven.

Een gewone keukenoven is de snelste manier om filamentspoelen te drogen. Warmte kan veel water uit het filament verdampen, wat je helpt overmaat van vocht kwijt te raken en je 3D-printerervaring weer probleemloos te maken.

Keukenovens doen een goed werk, maar voordat je ze gebruikt, moet je overwegen dat ze niet ontworpen zijn om filament te verhit, dus je moet extrem voorzichtig zijn om ze niet te laten smelten en zeker de temperatuur ver onder de glasovergangstemperatuur van het filament instellen.

Om een vochtige spoel filament goed te drogen, zet de oven op 40°C (104°F) en laat het er ongeveer 3 uur liggen. Controleer af en toe hoe het proces verloopt, vooral om ervoor te zorgen dat de temperatuur niet te heet is en het filament smelt.

Onthoud dat de glasovergangstemperatuur, de temperatuur waarop PLA begint te smelten, slechts 60°C (140°F) is. Als je oven die temperatuur bereikt of overschrijdt, zelfs maar voor een paar minuten, kun je zeker weten dat de spoel voor de goed is.

Hoewel ik de oven tendens als mijn go-to oplossing voor het drogen van vochtige filaments, moet ik ook andere technieken noemen die door de printcommunity worden gebruikt:

Voeddrogers werken ook goed, aangezien ze essentieel ontworpen zijn om al het vocht uit voedsel te halen, en ze zullen dit ook met het filament doen.

Tot slot zijn er een paar producten specifiek ontworpen voor het drogen van filament, genaamd, je raadt het al, filamentdrogers en ze zijn een fantastische manier om je filament vochtvrij te houden, plus je loopt niet het risico het filament te laten smelten zoals bij een oven.

Hoe filament correct op te slaan?

Om te voorkomen dat vocht door je filament wordt geabsorbeerd, sturen de meeste leveranciers hun filaments met een klein zakje silicagel. Silicagel is een desiccant, een product dat vocht uit zijn omgeving absorbeert.

Je moet alle filaments in een afgedichte container of ziplock-bakje met die silicazakjes bewaren, of je kunt gewoon een kleine opslagcontainer vullen met silicakorrels, rijst, etc. en de filaments er gewoon in stoppen.

Gebruikelijke manieren om je filament te ruïneren (en hoe het te repareren)?

Tot nu toe zijn we meestal bezig geweest met vocht, wat de meest waarschijnlijke manier is om een ongebruikte spoel te ruïneren. Natuurlijk zijn er veel andere manieren waarop we onze filaments kunnen ruïneren, dus laten we ze allemaal doorlopen.

Verwarde filamentspoel

Ernstig, het is het meest voorkomende probleem dat ik tegenkom als iemand die een behoorlijk deel van hun inkomen uit 3D-printen haalt. De werking van FDM-printers is simpel. Elke printer haalt het plasticfilament van een spoel, die op zijn beurt verbonden is met een spoelhouder. De printer trekt het filament van de spoel en smelt het tot een dun draadje met een hete nozzle.

Het plasticfilament is eigenlijk opgerold op een plastic of metalen spoel in de vorm van circulaire windingen. Een 1 kg spoel kan tot honderd windingen hebben. Een uiteinde van het filament is vastgebonden aan de spoel en het andere uiteinde wordt in de printer gevoerd.

Wanneer je de filament gaat opslaan, zorg ervoor dat het losse uiteinde in de gaten aan de zijkant van de spoel wordt gestoken om te voorkomen dat het in de war raakt.

Als je printer het filament ontvangt van een verwarde spoel, zal het waarschijnlijk niet in staat zijn om het plastic door de nozzle te duwen, het zal halverwege de print vastlopen en de gehele vooruitgang zal verloren gaan. Dit is een behoorlijk irriterende, tijdrovende en kostbare fout.

Echter, verwarmen is redelijk makkelijk te voorkomen. Alles wat je hoeft te doen is het losse uiteinde van het filament nooit vrij te laten. Als het niet in de printer zit, moet het of in je hand zijn of stevig bevestigd aan de gaten in de randen van de spoel.

Als je er toch achter komt dat je filament in de war is, begin dan gewoon handmatig met afrollen vanaf de spoel en rol het filament zelf weer op en steek het uiteinde in een van de gaten zodat het strak blijft.

Houd je filaments van kinderen, dieren of onverantwoorde volwassenen!

Een huisdier, kannetjes of een onverantwoord volwassene bezoeker in het huis vormt een specifiek probleem voor 3D-printereigenaren.

Filament voelt koel aan, ziet eruit als een glimmende kabel, maakt coole wirbelgeluiden als het beweegt, en heeft een heerlijke kleur. Je hebt waarschijnlijk gezien wat kinderen of huisdieren kunnen doen als ze een saai kijkend toiletpapierrol in handen krijgen, nu, stell je voor wat ze met een glimmende coole filamentrol zullen doen. Daarom is het beste om je filaments weg te stoppen.

Zonschade

Zoals we al vaststelden, zijn de meeste filaments niet UV-bestendig, en blootstelling aan de zon zal ze waarschijnlijk na verloop van tijd beschadigen.

Soms zien je filaments er prima uit, maar je kunt eigenlijk voelen of zien dat het PLA- of ABS-materiaal zachter of brozer, dunner en buigzamer voelt. En het ergste is dat het mogelijk vervormd is tot het punt dat het zo broos is dat het gemakkelijk kan afbreken of snappen.

Zonschade gebeurt meestal tijdens het transport of de opslag bij een raam. Het is zeker makkelijk om dit probleem te vermijden.

De spoel zit te los of te strak in de spoelhouder van je printer

Een heel veelvoorkomend probleem met 3D-printen is wanneer de spoelhouder zoveel wrijving heeft dat de spoel niet gemakkelijk kan bewegen tijdens het printen, wat problemen veroorzaakt zoals zwakke lagen, slechte hafting, of zelfs verstoppingen en vastlopers.

Om dit te voorkomen, zorg ervoor dat de spoelhouder vrij kan bewegen en tegelijkertijd geen hinder veroorzaakt aan de rotatie van de spoel wanneer de printer eraf trekt.

Geen filamentgeleider gebruiken

Een filamentgeleider bestaat bijna altijd uit een PTFE-buizentje. Het gebruiken ervan om het filament naar je printer te voeden, kan helpen om je filament te voorkomen dat het in de war raakt en geeft je een beetje meer rust terwijl je werkt.

Het kan heel nuttig zijn voor het verbeteren van de printkwaliteit door ervoor te zorgen dat de 3D-printer het filament recht extrudeert en het voorkomt dat het in de war raakt.

Conclusie

Nu we elk van de mogelijke problemen hebben doorlopen, kunnen we concluderen dat de meeste ervan niet alleen vermijdbaar zijn, maar best makkelijk te voorkomen.

Zorg ervoor dat je deze aanbevelingen implementeert in je gewone printflow en neem altijd een paar extra seconden om je filaments correct op te slaan.

Bekijk onze aanbevolen producten sectie

We hebben een aanbevolen productensectie gemaakt die je in staat stelt de gokken te elimineren en de tijd die je besteedt aan het onderzoeken van welke printer, filament of upgrades je moet kopen te verminderen, aangezien we weten dat dit een entmutigende taak kan zijn die meestal tot veel verwarring leidt.

We hebben slechts een handjevol 3D-printers geselecteerd die we goed achten voor beginners, gevorderden en zelfs experts, wat de keuze makkelijker maakt. De filaments en upgrades die vermeld staan, zijn allemaal door ons getest en zorgvuldig geselecteerd, zodat je weet dat welke je ook kiest, zal werken zoals bedoeld.