Suszenie filamentu jest ważne, ale prawidłowe suszenie filamentu jest jeszcze ważniejsze. Poznaj naukowe podstawy wilgoci i suszenia filamentu polimerowego.
Hobbyści i profesjonaliści druku 3D otrzymali wiadomość o mokrym włóknie i jego naciąganiu i awariach druku. Do tego stopnia, że pojawił się nowy problem: przesuszony włókno.
Zbyt długie suszenie — w złej temperaturze, przez zbyt długi czas lub zbyt często — może uszkodzić strukturę molekularną niektórych polimerów. Ma to negatywny wpływ na wytrzymałość, przyczepność warstw i prowadzi do kruchości. Bardzo trudno jest również drukować z przesuszonego filamentu, ponieważ sam filament może pękać, wytłaczać się nierównomiernie, a wszelkie powstałe wydruki mogą wykazywać pęknięcia powierzchniowe.
Niezależnie od tego, czy zainwestowałeś setki czy dziesiątki tysięcy dolarów w filament, warto mieć plan, aby utrzymać go w suchości i prawidłowo go wysuszyć. Tutaj przyjrzymy się, jak stwierdzić, czy filament jest zbyt mokry lub zbyt suchy, najlepszym praktykom prawidłowego suszenia i jak utrzymać go w suchości (zarówno rozwiązania budżetowe, jak i profesjonalne).
Za mokro czy za sucho?
Być może znasz już problemy, jakie powoduje mokry filament, takie jak trzaski lub dźwięki pękania podczas wytłaczania; silne nitkowanie, plamienie lub wyciekanie; nietypowo teksturowane lub „rozmyte” powierzchnie na wydrukach; i nierówne linie wytłaczania. Mniej zauważalna jest zmniejszona wytrzymałość części i przyczepność warstw.
Mokre włókno może wydawać się giętkie w dotyku, może nawet wydzielać zapach stęchlizny lub mieć wyblakły kolor.
Z drugiej strony, gdy filament jest zbyt suchy, występują równie negatywne wyniki i podobne cechy. Możesz zauważyć słabą przyczepność warstw lub szorstkie powierzchnie. Kruchy filament może łatwo pękać lub łamać się podczas obsługi, a także mogą wystąpić nitkowanie, grudkowanie lub inne problemy z wytłaczaniem z powodu zmian w charakterystyce przepływu filamentu.
Suchy filament może wydawać się kruchy, łatwo pękać lub łamać się oraz może przyklejać się do szpuli.
Jak odróżnić zbyt mokry i zbyt suchy filament od siebie, ponieważ mają one pewne cechy wspólne?
Jednym ze sposobów sprawdzenia jest waga filamentu. Kiedy materiał wchłonie wodę, będzie ważył więcej. Jednak zmierzenie tego nie jest takie proste, jak się wydaje. Ta 1-kilogramowa szpula nie waży dokładnie 1000 gramów; jest waga szpuli i są również niewielkie różnice w dokładnej ilości materiału nawiniętego na każdą szpulę. Ponadto ilość wilgoci, która może wpłynąć na drukowanie, może mieścić się w zakresie małych miligramów.
Czytelnicy poinformowali All3DP, że często ważą nową szpulę zaraz po wyjęciu z woreczka na precyzyjnej wadze i zapisują tę liczbę w celach informacyjnych. Następnie osuszają szpulę i ważą ją ponownie. Chociaż jest to sposób na udowodnienie lub obalenie, że materiał był wilgotny, a teraz nie jest, nie dostarcza informacji przed wysuszeniem. Ponadto szpule tekturowe mogą zatrzymać więcej wilgoci niż plastikowe, więc możesz stracić miligramy wody tylko ze szpuli.
Inną metodą jest odcięcie dwóch odcinków filamentu, może 200 mm każdy. Wysusz jeden z nich, a następnie porównaj ich wagę. Możesz również umieścić filament w szczelnym woreczku ze wskaźnikiem wilgotności (szeroko dostępnym za mniej niż 30 USD) na kilka godzin. Jeśli wskaźnik wilgotności wskazuje, że wilgotność względna w woreczku przekracza 40%, prawdopodobnie masz wilgotny filament.
Ponieważ nie jest łatwo ani szybko określić, ile wilgoci zawiera już filament, może się wydawać, że najlepszym rozwiązaniem jest po prostu wysuszenie go przed użyciem. W rzeczywistości jest to zalecane przez wielu producentów materiałów w odniesieniu do wielu rodzajów filamentów polimerowych, takich jak nylon.
Jednak suszenie już suchego filamentu może mieć konsekwencje w zależności od materiału i procesu suszenia. Ale żeby było jasne, większość rodzajów polimerów można suszyć wielokrotnie bez uszkodzeń, o ile ściśle przestrzega się zaleceń producenta dotyczących suszenia. Zazwyczaj suszenie kończy się błędem, gdy używa się niewłaściwej temperatury (zbyt wysokiej) i wielokrotnie pozwala się filamentowi wchłonąć wodę, a następnie go suszyć.
Przyjrzyjmy się temu bliżej.
Suszyć czy nie suszyć?
Jeśli jesteś osobą, która czyta fora o drukowaniu 3D lub ogląda filmy o drukowaniu 3D na YouTube, to natknąłeś się na dwa typy ludzi: tych, którzy nigdy nie suszyli swojego filamentu i nie mieli żadnych problemów i nie rozumieją, o co całe to zamieszanie z suszeniem, oraz tych, którzy religijnie suszą filament przed każdym użyciem. Wszyscy pozostali są gdzieś pośrodku.
Chodzi o to, że jeśli Twoje wydrukowane części mają przyczepność warstw, wytrzymałość i jakość powierzchni, które są dla Ciebie akceptowalne, kontynuuj to, co robisz. Ale jeśli nie otrzymujesz oczekiwanej jakości, problemem (bardzo często) jest stan filamentu.
Jeśli drukujesz w 3D na potrzeby swojej firmy, potrzebujesz procesów obowiązujących w całej firmie, aby mieć pewność, że materiały zawsze będą w optymalnym stanie.
Kiedy należy suszyć?
W idealnym świecie najlepszym sposobem na utrzymanie filamentu w najlepszym stanie jest unikanie jego wysuszenia, zwłaszcza w wysokiej temperaturze. „Nie powinno” być powodu, aby suszyć zupełnie nowy filament, który jest dostarczany w szczelnym woreczku. Przypuszczalnie ten materiał został wyprodukowany i zapakowany w odpowiednim środowisku. Ale nie zawsze tak jest. W rzeczywistości niektórzy producenci, tacy jak Bambu Lab i Prusa, zalecają suszenie określonych materiałów, takich jak TPU i PA (nylon), przed każdym użyciem. (All3DP odwiedził fabrykę filamentów Prusa i jest ona najnowocześniejsza, więc zalecenie suszenia jest prawdopodobnie tylko środkiem ostrożności.)
To pokazuje, że nie wszystkie polimery są takie same, jeśli chodzi o ich reakcję na wilgoć. Niektóre włókna polimerowe, takie jak PLA, mogą nigdy nie wymagać suszenia, podczas gdy inne, takie jak nylon, szybko absorbują wilgoć z otoczenia.
Jest higroskopijny, nie hidroskopijny
Być może słyszałeś termin „higroskopijny” w odniesieniu do filamentu, który odnosi się do tego, jak struktura cząsteczkowa polimeru pochłania wilgoć, np. wysoce higroskopijny. Na szczęście cecha ta jest mierzalna i jest przydatnym punktem danych, który należy znać na temat swojego włókna.
Istnieją różne metody pomiaru tej cechy polimeru, ale jeśli chodzi o filament do druku 3D, można spotkać się z wzmianką producenta o „współczynniku absorpcji wilgoci” (MAR) — choć nie jest to standardowa miara podana w karcie danych materiału.
MAR jest zwykle wyrażany jako procentowy wzrost wagi materiału po wystawieniu na działanie wilgotnego środowiska przez określony czas, często od 24 do 48 godzin, w kontrolowanych warunkach temperatury i wilgotności względnej, zwykle 50%. Na przykład MAR na poziomie 0,1% nie oznacza ilości pochłoniętej wilgoci, ale raczej to, o ile więcej będzie ważył filament wystawiony na działanie typowej wilgoci przez dzień lub dwa.
Nie przywiązuj zbyt dużej wagi do pomiaru 24-48-godzinnego stosowanego w oficjalnych testach MAR. Nie oznacza to, że pozostawienie filamentu na sześć godzin lub nawet godzinę jest w porządku. Szybkość absorpcji wilgoci jest bezpośrednio zależna od wilgotności względnej otoczenia . Wyższe poziomy wilgotności i temperatury zwiększają ilość dostępnej pary wodnej, co prowadzi do szybszej absorpcji przez materiały higroskopijne.
Podobnie, filament o niskim MAR wynoszącym 0,1% nie oznacza, że jest to maksymalna ilość wilgoci, jaką materiał może wchłonąć. Im dłużej materiał jest wystawiony na działanie wilgoci, tym więcej może wchłonąć do punktu nasycenia, który jest również nazywany równowagą wilgoci lub równowagową zawartością wilgoci (EMC).
Każdy materiał ma unikalną równowagę wilgoci, czyli punkt, w którym nie można już wchłonąć wilgoci do filamentu i jest on całkowicie „mokry”. W przypadku materiałów takich jak PLA równowaga ta wynosi poniżej 1% (wagowo), a „ogólnie rzecz biorąc, wszystko poniżej 1% jest nieistotne” — mówi Luke Taylor z firmy produkującej filamenty PolyMaker. „Dlatego PLA jest tak przyjazny i możesz zostawić szpulę na drukarce na wiele miesięcy, a i tak będzie dobrze”.
Materiały takie jak nylon mają jednak znacznie wyższą równowagę. W przypadku nylonu PA6 wynosi ona około 3,3%, co oznacza, że w tym momencie w włóknie znajduje się tak dużo wilgoci, że gdy jest on topiony w hotendzie (temperatura drukowania około 270°C), wilgoć wrze i pęka na zewnątrz. „To niszczy jakość powierzchni, przyczepność warstw i sprawia, że wydruki są nitkowate” — mówi Taylor. „PVA jest jeszcze gorszy, osiągając równowagę powyżej 10% i słynie z tego, że staje się niemożliwy do zadrukowania w wilgotnym środowisku”.
Dlaczego powinieneś dbać o MAR i równowagę swojego filamentu? Chociaż poniżej podajemy typowy zakres dla 12 polimerów, najlepiej jest szukać tych pomiarów dla swojej marki filamentu, jeśli jest podana, aby dokładnie wiedzieć, jak bardzo absorbuje wilgoć Twój filament.
Istnieje tak wiele różnych formulacji filamentów z różnymi dodatkami, takimi jak plastyfikatory, stabilizatory, wypełniacze czy pigmenty, że mogą one nie pasować do „typowego” zachowania i mogą wymagać specjalnych metod suszenia.
Innym powodem, dla którego warto szukać tych danych, jest porównanie podobnych filamentów przed zakupem. Obecnie niektórzy producenci materiałów starają się tworzyć formuły nylonu, na przykład o bardzo niskich liczbach MAR, co jest mocnym argumentem sprzedaży dla operacji drukowania o dużej objętości, w których zawsze trzeba mieć pod ręką suchy materiał.
Firma PolyMaker dołącza do każdego filamentu wykres „Krzywa absorpcji wilgoci” (patrz powyżej), który wskazuje, jak długo można go pozostawić na zewnątrz, zanim stanie się zbyt mokry do drukowania. Według Taylora MAR wynosi około 0,8–1%.
| Filament polimerowy | Współczynnik absorpcji wilgoci* | Równowaga wilgotności 50% RH | Idealny poziom wilgoci do przechowywania filamentu |
| PLA | 0,5% – 1,5% | 0,4-0,6% | > 20% wilgotności względnej |
| Nylon | 2% – 10% | 8-12% | > 10% wilgotności względnej |
| PETG | 0,1% – 0,5% | 0,2-0,5% | > 30% wilgotności względnej |
| TPU | 1% – 4% | 3-6% | > 20% wilgotności względnej |
| ABS | 0,2% – 0,4% | 0,2-0,5% | > 30% wilgotności względnej |
| ASA | 0,3% – 0,6% | 0,2–0,5% | > 30% wilgotności względnej |
| HIPS | 0,2% – 0,5% | 0,1–0,2% | > 30% wilgotności względnej |
| PVA | 10% – 20% | 10-12% | > 20% wilgotności względnej |
| PC | 0,5% – 1,5% | 0,15–0,3% | > 30% wilgotności względnej |
| PP | 0,1% – 0,3% | 0,05% | > 30% wilgotności względnej |
| PEEK | 0,1% do 0,5% | 0,1-0,5% | > 20% wilgotności względnej |
| PEI | 0,1% – 0,3% | 0,25 – 0,5% | > 20% wilgotności względnej |
* Stawki te mogą się różnić w zależności od konkretnych receptur i warunków środowiskowych, dlatego zawsze warto zapoznać się z kartami danych producenta, aby uzyskać dokładne informacje.
Zawsze suchy nylon, rzadko suchy PLA
Jak widać na powyższym wykresie, nylon jest bardzo higroskopijny, a PLA nie. Jeśli jest prawidłowo przechowywany, możesz nigdy nie potrzebować suszyć swojego PLA, ale często możesz potrzebować suszyć nylon, a nawet drukować z nim, gdy jest w suchym pudełku.
Tutaj w All3DP Lab, zazwyczaj staramy się przechowywać PLA w oryginalnym woreczku, ale zdarzało nam się zostawiać go w laboratorium i szczerze mówiąc, nie mieliśmy problemów z większością PLA. Problemy z wilgocią zaczynają się, gdy drukujemy z nylonu lub TPU.
Ponadto, w zależności od klimatu, w którym mieszkasz, oraz rodzaju domu lub budynku, w którym drukujesz w technologii 3D, poziom wilgoci może być naturalnie niski i Twój PLA może nigdy nie wymagać suszenia.
Jednak zanim zaczniesz suszyć cały nowy filament, przetestuj go za pomocą krótkiego modelu kalibracji . Jeśli nie zauważysz problemów z ciągnięciem lub wytłaczaniem, możesz zaoszczędzić sobie czasu i potencjalnej degradacji materiałów, nie susząc ich.
Jak przesuszyć filament (nie rób tego)
„Kiedy filament zostanie przesuszony do punktu kruchości, niestety nie ma skutecznej metody przywrócenia jego pierwotnych właściwości” — mówi Remy Marac z firmy FormFutura, producenta filamentów. „To sprawia, że użytkownicy muszą ściśle monitorować filament podczas procesu suszenia”.
Jak już omawialiśmy, polimery reagują inaczej na wilgoć. Reagują również inaczej na suszenie, zwłaszcza na część grzewczą suszenia. Niektóre polimery są bardzo trudne do przesuszenia, podczas gdy inne mogą zostać uszkodzone stosunkowo łatwo.
Kiedy zapytaliśmy naukowca zajmującego się polimerami Briana Alexandra z Syensqo Specialty Polymers o przesuszenie filamentu, wyjaśnił, że niektóre materiały, takie jak nylony, powstają w wyniku „odwracalnych reakcji kondensacji”. Tak więc w przypadku tych materiałów wystarczy dodać wodę, aby uzyskać zawartość wody na poziomie, jakiego potrzebujesz. Alexander, który specjalizuje się w materiałach PEEK i PPSU, powiedział, że nie spotyka klientów, którzy przesuszyli filament.
Tak więc niektóre polimery mogą być możliwe do uratowania po przesuszeniu, podczas gdy inne nie. Który jest który? Niektóre polimery wytwarzane w reakcjach kondensacji obejmują PLA, PETG, PA (nylon), PC, PEI i TPU. Ale ponownie, dodanie dodatków do filamentu może wpłynąć na zdolność tych polimerów do ponownego uwodnienia.
Nie suszyć w zbyt wysokiej temperaturze
Największym winowajcą przesuszenia jest ciepło. Istnieją dwa pomiary temperatury, o których należy pamiętać, jeśli chodzi o suszenie filamentu: jego temperatura zeszklenia (Tg) i temperatura topnienia (Tm).
Tg to punkt, w którym polimer zaczyna stawać się giętki i miękki. Suszenie filamentu powinno zawsze odbywać się w temperaturze od 10 do 20°C poniżej Tg polimeru, co utrzymuje integralność strukturalną filamentu jednocześnie umożliwiając odparowanie wilgoci.
Pierwszym sposobem na przesuszenie filamentu jest podgrzanie go w suszarce lub piekarniku do temperatury Tg lub wyższej. Taka temperatura może spowodować odkształcenie, wypaczenie lub utratę okrągłego kształtu filamentu, co może prowadzić do problemów z podawaniem w drukarce. Filament może się przyklejać, co prowadzi do splątania lub nawet powstawania sekcji, w których filament staje się kruchy po ostygnięciu i pęka.
Jeżeli filament ulegnie odkształceniu lub częściowemu stopieniu, mogą pojawić się obszary o różnej grubości lub okrągłości, co może również skutkować nierównomiernym wytłaczaniem podczas drukowania. Może to powodować problemy z drukowaniem, takie jak niedostateczne wytłaczanie lub nierównomierne przyleganie warstw.
Jak zapewne wiesz, druk 3D z filamentu odbywa się w idealnym punkcie pomiędzy Tg i Tm. Podgrzanie do temperatury topnienia może spowodować degradację materiału, co może skutkować odbarwieniem, odgazowaniem lub całkowitą utratą właściwości mechanicznych, zwłaszcza w przypadku polimerów wrażliwych na degradację termiczną, takich jak PLA lub ABS. Naturalnie, nigdy nie chcesz suszyć w temperaturze topnienia polimeru.
Ważne temperatury polimerów filamentowych*
| Filament polimerowy | Temperatura suszenia | Temperatura zeszklenia | Temperatura drukowania 3D | Temperatura topnienia |
| PLA | 40–50°C | ~60ºC | 180–220°C | ~170–180°C |
| Nylon 6 / Nylon 12 | 70–80°C / 65–75°C | ~50ºC / ~40ºC | 250-270°C / 240-260°C | ~220–225°C / ~178–180°C |
| PETG | 65–75°C | ~80ºC | 220–250°C | ~230–260°C |
| TPU | 40–60°C | ~50ºC | 200–240°C | nie |
| ABS | 70–80°C | ~105ºC | 220–250°C | ~210–250°C |
| ASA | 70–80°C | ~100ºC | 220–250°C | ~220–245°C |
| HIPS | 65–75°C | ~95ºC | 210–240°C | ~210–250°C |
| PVA | 40–50°C | ~85ºC | 190–220°C | ~190–220°C |
| PC | 100–120°C | ~150ºC | 260–300°C | ~260–270°C |
| PP | 70–80°C | ~ -10ºC | 200–230°C | ~160–175°C |
| PEEK | 120–130°C | ~143ºC | 340–360°C | ~343°C |
| PEI | 120–140°C | ~217ºC | 360–400°C | ~340°C |
* Nie możemy dość mocno podkreślić, że są to średnie lub typowe wartości dla różnych filamentów polimerowych i zawsze należy zapoznać się z kartą danych technicznych (TDS) konkretnego filamentu, aby uzyskać dokładne wartości.
Jak widać na powyższym wykresie, idealna temperatura suszenia dla Twojego PP byłaby o wiele za wysoka dla Twojego TPU, ponieważ temperatura suszenia dla PP jest zbliżona do Tg TPU. Nie chciałbyś wkładać tych dwóch rodzajów filamentu do tego samego pieca w celu wysuszenia.
Nie suszyć zbyt długo
Nie udało nam się znaleźć danych na temat efektów suszenia polimerów przez zbyt długi czas, ale logiczne jest, że jeśli producent zaleca 6 godzin suszenia, należy się tego trzymać. Czy 12 godzin zamiast 6 uszkodzi filament? Ponownie mamy tylko dowody anegdotyczne od użytkowników, którzy zauważyli kruchość filamentu, ponieważ „zapomnieli” go w piekarniku lub suszyli dłużej niż zalecany czas.
Dobrą praktyką jest wybranie krótszego czasu suszenia niż dłuższego, ale zawsze należy postępować zgodnie z zaleceniami konkretnej marki.
Aby zobrazować, jak bardzo materiał, na przykład nylon, różni się w zależności od marki i składu podczas suszenia, poniżej przedstawiamy instrukcje dotyczące suszenia pięciu rodzajów filamentów nylonowych.
5 różnych sposobów suszenia nylonu
| Nylon | Instrukcja suszenia od producenta |
| Ultrafuse PA od BASF ForwardAM | Suszyć w suszarce na gorące powietrze lub w piecu próżniowym w temperaturze 80°C przez co najmniej 40 godzin |
| Bambu Lab PA6 wzmocniony włóknem węglowym | 80 °C przez 8 do 12 godzin |
| MatterHackers NylonX Włókno węglowe | piecząc w piekarniku nagrzanym do 82°C przez 4 do 6 godzin. |
| Prusa Prusament PA11 CF | 90 ºC przez 6 godzin |
| eSun ePA12 Nylon | Piekarnik 70 °C przez 12 godzin |
Nie susz zbyt często
Jeśli zainwestowałeś w suszarkę do materiałów, możesz pomyśleć, że możesz zrezygnować z właściwego, hermetycznego przechowywania filamentu, ponieważ możesz go po prostu wysuszyć przed każdym użyciem. Jednak wielokrotne wchłanianie wilgoci, suszenie, a następnie ponowne wchłanianie wilgoci może z czasem uszkodzić filamenty do druku 3D.
Niektóre polimery, szczególnie materiały higroskopijne, takie jak nylon i PVA, mogą ulegać hydrolizie po wystawieniu na działanie wilgoci. Ta reakcja chemiczna może rozbić łańcuchy polimerów, co prowadzi do zmniejszenia właściwości mechanicznych, takich jak wytrzymałość i elastyczność.
Powtarzające się cykle absorpcji wilgoci i suszenia mogą wpływać na właściwości powierzchni filamentu, potencjalnie prowadząc do zwiększonej szorstkości lub nieregularności. Może to skutkować niespójną przyczepnością warstw podczas drukowania.
Badania wykazały , że wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy zerwaniu mogą znacznie się zmniejszyć po wielokrotnych cyklach suszenia i absorpcji wilgoci. To sprawia, że filament jest mniej odpowiedni do zastosowań wymagających wysokiej wydajności mechanicznej.
Jak już wspomnieliśmy powyżej, wiele filamentów zawiera dodatki, takie jak plastyfikatory, stabilizatory lub pigmenty, które poprawiają ich drukowność lub wydajność, jednak wielokrotne suszenie/ogrzewanie może spowodować, że dodatki te odparują lub ulegną degradacji z czasem, co prowadzi do zmian właściwości materiału, takich jak zmniejszona odporność na uderzenia.
Jak prawidłowo suszyć filament
„Kiedy wilgoć jest wchłaniana przez filament, nie jest to jak woda w gąbce, z której można ją łatwo wycisnąć” — zauważa Taylor z PolyMaker. „Cząsteczka wody tworzy wiązanie polarne na łańcuchu polimeru i działa jak plastyfikator, zmniejszając wytrzymałość na rozciąganie i sztywność, a jednocześnie zwiększając wytrzymałość i wydłużenie. Z tego powodu suszenie filamentu zajmuje sporo godzin, ponieważ ciepło potrzebuje czasu, aby rozerwać wiązanie polarne i odparować wilgoć z filamentu”.
Taki jest cel każdego suszenia filamentu, ale sposób jego realizacji jest różny.
Istnieje kilka metod suszenia filamentu — suszarki filamentowe, piece, dehydratory — każda z własnym zestawem obwodów, które mogą być mylące. W rzeczywistości brakuje jasnych wytycznych dotyczących suszenia filamentu w ogóle, co można obwiniać za powszechność przesuszenia.
Na przykład Bambu Lab sugeruje suszenie filamentu PC w piecu z wymuszonym obiegiem powietrza przez osiem godzin w temperaturze 75–85 ºC, ale zaleca suszenie tego samego PC w ogrzewanej komorze roboczej drukarki Bambu Lab w temperaturze 90–100 ºC przez 12 godzin. Brzmi to dość prosto.
Ale co, jeśli używasz suszarki filamentowej, takiej jak PolyDry od PolyMaker? Ta maszyna nie pozwala na ustawienie temperatury, a zamiast tego ma „poziomy mocy”. PolyMaker zaleca suszenie filamentu PC na poziomie mocy trzecim, który według niego jest niższy niż 70°C, przez sześć godzin. Ale jest to niższa temperatura i krótszy czas niż zaleca Bambu Lab.
Jak możesz być pewien suszenia, skoro producent filamentu mówi jedno, a suszarka filamentu mówi co innego? Przyjrzyjmy się bliżej suszarkom filamentu.
Suszarki desktopowe
Nie musisz kupować suszarki do filamentu, aby wysuszyć filament, ale naszym zdaniem jest to najlepsza opcja, ponieważ większość z nich jest wyposażona w zabezpieczenia, które pomagają zapobiegać przesuszeniu, takie jak automatyczne wyłączniki. Wiele przemysłowych FDM, takich jak Stratasys F3300, Apium P400 i 3ntr Spectral 30, ma wbudowane suszarki do materiału. Jednak zazwyczaj są one przeznaczone tylko dla czterech lub sześciu szpul na raz.
Suszarki do filamentu przeznaczone dla klientów indywidualnych i profesjonalne omawiamy w innych artykułach, więc nie będziemy tu omawiać każdej maszyny. Jednak przy zakupie należy wziąć pod uwagę maksymalną temperaturę (niektóre nie nagrzewają się wystarczająco do materiałów takich jak PAHT), regulowane ustawienia suszenia właściwe dla danego materiału (nie należy jednak polegać tylko na nich, zawsze należy zapoznać się z instrukcją suszenia konkretnej marki) i odpowiednią pojemność.
Wiele rozwiązań do suszenia, od zorientowanego na konsumenta Sunlu Filadryer S4 do BigRep Drycon, ma wstępnie skonfigurowane ustawienia temperatury i czasu trwania powszechnie używanych filamentów, takich jak PLA, ABS, PETG, a także TPU, PA i PC. Jednak, jak już omówiliśmy, polimery mogą się znacznie różnić w zależności od marki. Upewnij się, że suszarka filamentów umożliwia ręczne nadpisanie ustawień zgodnie z zaleceniami każdego producenta filamentów.
Większość suszarek filamentowych wykorzystuje ciepło i wymuszony obieg powietrza, ale niektóre zapewniają tylko ciepło i trzeba je otwierać co jakiś czas, aby pozwolić wilgoci uciec. Samo ciepło nie jest skutecznym dehydratorem.
Aby mieć pewność, że filament nie nasiąknie wilgocią podczas drukowania, niektóre modele suszarek są wyposażone w automatyczny system podawania filamentu za pomocą rurki teflonowej.
| Filament polimerowy | Typowy przepis na suszenie* |
| PLA | 40-45°C przez 2-4 godziny |
| Nylon 6 / Nylon 12 | 70-80°C przez 6-12 godzin / 65-75°C przez 4-6 godzin |
| PETG | 65-70°C przez 4-6 godzin |
| TPU | 40-50°C przez 4-6 godzin |
| ABS | 65-70°C przez 2-4 godziny |
| ASA | 65-70°C przez 2-4 godziny |
| HIPS | 60-70°C przez 2-4 godziny |
| PVA | 45-55°C przez 4-6 godzin |
| PC | 80-110°C przez 4-6 godzin |
| PP | 55-65°C przez 2-4 godziny |
| PEEK | 120-150°C przez 6-12 godzin |
| PEI | 120-150°C przez 6-12 godzin |
* Do dedykowanych suszarek filamentowych lub pieców konwekcyjnych z dokładną kontrolą temperatury, zaprojektowanych do równomiernego, spójnego suszenia. Są to ogólne wytyczne, które mogą nie mieć zastosowania do Twojej marki filamentu. Zawsze sprawdzaj instrukcje producenta dotyczące suszenia.
Piece konwencjonalne
Podczas suszenia filamentów w piekarniku należy używać wymuszonego obiegu powietrza lub cyrkulacji powietrza, aby wilgoć mogła zostać usunięta z komory piekarnika. Zbyt mały piekarnik, taki jak toster, może podgrzewać filament, ale nie usuwać skutecznie wilgoci (może być konieczne okresowe otwieranie drzwiczek).
Upewnij się, że masz wystarczająco dużo miejsca wokół filamentu, aby powietrze mogło krążyć, nie układaj szpul jedna na drugiej i nie mieszaj polimerów, które mają różne wymagania dotyczące suszenia. Typowy domowy piekarnik konwekcyjny może suszyć dwie szpule na raz. Pamiętaj, aby trzymać szpule z dala od elementów grzewczych. Po wysuszeniu pozwól materiałowi ostygnąć w piekarniku, który powinien być stosunkowo wolny od wilgoci.
Komora drukarki lub wewnętrzna suszarka
Kilka konsumenckich FDM z komorami grzewczymi można również stosować jako skuteczne suszarki. Na przykład Bambu Lab ma ustawienie suszenia w swoich drukarkach 3D X1 i P1 Series. Zaleca włożenie filamentu do oryginalnego pudełka z papierem i postępowanie zgodnie z instrukcjami na ekranie. Dostarcza listę polimerów i zalecanych temperatur stołu grzewczego, wszystkie z okresem trwania 12 godzin. Konieczne jest odwracanie szpuli co sześć godzin.
Suszarka do żywności
Jeśli chodzi o budżet, suszarki do żywności od dawna są używane do usuwania wilgoci z filamentu, tak jak robią to w przypadku jabłek i truskawek. Wadą jest to, że producenci materiałów nie przyjęli tej metody i rzadko dostarczają instrukcji dotyczących temperatury i czasu suszenia.
Suszarki do żywności mają ogólnie mniej precyzyjne temperatury niż piece, a temperatura może się różnić nawet o 10 stopni od obszaru znajdującego się najbliżej źródła ciepła do obszaru znajdującego się najdalej (w przypadku urządzeń, które mają ogrzewanie tylko na dole). Anegdotyczne dowody pokazują, że suszarki potrzebują więcej czasu, aby wysuszyć filament. Więc jeśli naprawdę chcesz wiedzieć, jak długo musisz suszyć konkretne materiały za pomocą konkretnej suszarki do żywności (lub piekarnika), użyj metody, o której wspomnieliśmy powyżej, gdzie mierzysz wagę odcinka nieususzonego filamentu do podobnego odcinka filamentu z suszarki.
Saszetki pochłaniające wilgoć w szczelnym pudełku
Nie da się skutecznie wysuszyć filamentu, umieszczając szpulę w pudełku z pochłaniaczem wilgoci, nawet jeśli stale wypompowuje się z niej powietrze.
Przemysł tworzyw sztucznych ma wiele rozwiązań przemysłowych obejmujących pochłaniacz wilgoci stosowany do suszenia granulek do formowania wtryskowego i innych procesów produkcji tworzyw sztucznych. Niektóre z tych rozwiązań obejmują powietrze przetłaczane przez złoże pochłaniacza wilgoci, aby je bardzo osuszyć. Następnie powietrze to jest podgrzewane do określonej temperatury i podawane do leja suszącego zawierającego materiał do wysuszenia. Te przemysłowe rozwiązania pochłaniacza wilgoci nie trafiły do przemysłu druku 3D w przypadku filamentów, prawdopodobnie dlatego, że objętość zazwyczaj suszonego filamentu jest niewielka w porównaniu do setek kilogramów materiału granulatu z tworzywa sztucznego.
Producent drukarek 3D BigRep produkuje suchą szafkę o nazwie BigRep Shield, która zapobiega wchłanianiu wilgoci przez filament bez ciepła, pracując w zamkniętym środowisku z cyrkulacją powietrza. Firma twierdzi, że dzięki przepuszczaniu powietrza przez kontrolowaną komorę osuszającą Shield eliminuje 99,99% wilgoci unoszącej się w powietrzu. Jednak BigRep zastępuje Shield nową szafką Drycon, która zawiera jednostkę grzewczą do suszenia.
Przechowywanie na sucho bez przesuszenia
Suche pudełka lub szafki do przechowywania to najlepszy sposób na ochronę filamentu przed szkodliwym działaniem wilgoci, ale nie popełnij błędu, myśląc, że nie mogą one nigdy doprowadzić do przesuszenia. Nawet woreczki pochłaniające wilgoć (jeśli użyjesz ich wystarczająco dużo) mogą obniżyć zawartość wilgoci w pudełku do tego stopnia, że filament pozostawiony tam na dłuższy czas ulegnie uszkodzeniu, chociaż przyznajemy, że jest to rzadkie.
Dlatego wskaźniki poziomu wilgoci są kluczowe w każdym rozwiązaniu do przechowywania filamentów. Tylko poprzez monitorowanie poziomu wilgotności możesz wiedzieć, czy Twoje miejsce przechowywania jest zbyt wilgotne lub zbyt suche, lub może nie zamknąłeś pudełka prawidłowo, gdy ostatnio je otwierałeś. Higrometry, kosztujące mniej niż 20 USD za sztukę, lub kolorowe saszetki pochłaniaczy wilgoci to proste sposoby na zapewnienie odpowiedniego poziomu wilgoci w miejscu przechowywania.
W branży druku 3D dostępnych jest kilka rozwiązań umożliwiających przechowywanie pojedynczych rolek, ale mogą one okazać się kosztowne, jeśli masz setki rolek.
Inne branże mają potrzebę utrzymywania produktów i materiałów w suchości, dlatego szafy suche są dostępne od dawna. Profesjonalni fotografowie od dawna przechowują swoje aparaty w szafach suchych, podczas gdy jednostki o szerokim zakresie rozmiarów są używane do płytek drukowanych, próbek laboratoryjnych i elektroniki. Okazuje się, że wiele z nich jest również idealnych do filamentów do druku 3D.
Oczywiście, brakuje im bajerów, jakie oferują dedykowane jednostki do przechowywania filamentów, a nie ma możliwości bezpośredniego podawania filamentu z tych szafek do drukarki, ale do ogólnego lub długoterminowego przechowywania mogą być dobrym wyborem, o ile utrzymują wilgotność względną (>30%), jakiej potrzebuje Twój filament. Należy pamiętać, że typowe szafy do suszenia aparatów fotograficznych mają minimalną wilgotność względną wynoszącą zaledwie 35%, więc należy znaleźć taką, która może osiągnąć niższą wilgotność względną.
