Jak vysušit filament: PA, TPU, PLA, PVA a PET
Vlhká filamentová vlákna pro 3D tisk mohou vést ke zkaženým výtiskům. Naštěstí správné skladování a sušení mohou pomoci tento problém předejít a vyřešit.
I když to začátečníkovi nemusí být zřejmé, každý zkušený nadšenec do 3D tisku ví, jak důležité je správné skladování a sušení filamentů. Vlhkost ve filamentových vláknech může výrazně ovlivnit kvalitu výtisku. Vysvětlíme vám, proč je důležité udržovat většinu termoplastů před tiskem suchou a jak správně vysušit filament, aby byl zajištěn úspěšný tisk.
Jak sušit filament
Sušení filamentů je důležitým krokem v procesu 3D tisku, protože může výrazně zvýšit vaše šance na úspěšný výtisk. Dobrou zprávou je, že tento krok nemusí být složitý: máte k dispozici několik možností, jak zajistit, aby váš filament byl bez vlhkosti. Podívejme se na ně.
Sušička filamentu
Sušička filamentu je zařízení speciálně navržené k odstranění vlhkosti z filamentu. Princip fungování je jednoduchý: sušičky filamentu drží cívku filamentu v uzavřeném prostoru s kontrolovaným ohřevem, což způsobuje rovnoměrné odpařování vodních molekul z termoplastu.
V současnosti je na trhu několik typů sušiček filamentu, včetně jednoduchých produktů typu plug-and-play pro hobby uživatele a pokročilejších systémů pro profesionály. Nejzákladnější sušičky filamentu se skládají z vyhřívané nádoby, do které se vejde alespoň jedna cívka filamentu. Sofistikovanější stroje jsou vybaveny dalšími funkcemi, jako je rotace cívky a proudění vzduchu pro rovnoměrné rozložení tepla. Některé sušičky filamentu jsou navrženy tak, aby vysušily celou cívku filamentu najednou, kterou lze následně vyjmout a nasadit na 3D tiskárnu. Existují také jiné systémy, známé jako inline sušičky filamentu, které jsou navrženy tak, aby filament vysušily a zároveň ho podávaly přímo do 3D tiskárny, což šetří čas.
Je také možné si vyrobit vlastní DIY sušičku filamentu. Pokud máte 3D tiskárnu s vyhřívanou tiskovou podložkou, není těžké ji přeměnit na sušičku filamentu. Stačí vám k tomu 3D tištěná podpůrná konstrukce a levný PC ventilátor.
Trouba
Nejpřístupnějším způsobem, jak před 3D tiskem odstranit vlhkost z filamentu, je použití trouby. Ano, stačí obyčejná kuchyňská trouba. Jednoduše nastavte troubu na nízkou teplotu—přesná teplota závisí na typu filamentu a jeho teplotě skelného přechodu—nechte ji předehřát a poté vložte cívky filamentu dovnitř na dobu až šesti hodin.
Před vložením filamentu do vyhřáté trouby je důležité zkontrolovat, zda má vaše trouba přesný termostat. Nechcete troubu nastavit na 80 °C, jen abyste zjistili, že ve skutečnosti dosahuje 95 °C a váš filament se začal tavit. Pro kontrolu termostatu trouby jednoduše vložte teploměr do předehřáté trouby a odečtěte teplotu. Na základě jakýchkoli odchylek můžete upravit nastavení trouby.
Je také důležité nikdy nevkládat cívku filamentu do trouby před dosažením správné teploty. Mnoho trub totiž před dosažením správné teploty přehřívá, což by mohlo zničit cívku filamentu a způsobit nepořádek z rozpuštěného plastu.
Filament lze doma vysušit pomocí kuchyňské trouby předehřáté na správnou teplotu.
Sušička potravin
Dalším způsobem, jak sušit filament pomocí zařízení z kuchyně, je použití sušičky potravin. Sušičky potravin fungují tak, že cirkulují horký vzduch v uzavřeném prostoru, aby vysušily potraviny, jako je ovoce nebo maso. Protože většina sušiček potravin dosahuje potřebných teplot pro sušení filamentu, lze je také použít k tomuto účelu. Ačkoli jsou sušičky potravin obvykle levnější než specializované sušičky filamentu, jejich kapacita je obvykle menší—přeci jen nejsou navrženy pro cívky filamentu. Přesto jsou mezi komunitou tvůrců oblíbenou volbou díky své dostupnosti.
Sušičky potravin jsou také vhodné pro odstraňování vlhkosti z filamentů pro FDM 3D tiskárny.
Teploty pro sušení filamentu
Bez ohledu na to, zda sušíte filament v troubě, sušičce potravin nebo specializované sušičce filamentu, existují specifická nastavení pro různé typy filamentů. Dobré pravidlo je předehřát sušicí zařízení na teplotu těsně pod teplotou skelného přechodu materiálu. Teplota skelného přechodu určuje bod, kdy se termoplast mění z tvrdého stavu na měkký. Například PLA filament má teplotu skelného přechodu okolo 60 °C, takže vhodná teplota pro sušení PLA je mezi 40 °C a 50 °C. ABS má naopak vyšší teplotu skelného přechodu (105 °C), a proto může být sušen při vyšší teplotě. Je také důležité vzít v úvahu materiál držáku cívky, protože nechcete, aby se roztavil nebo spálil v troubě.
Běžné filamenty pro 3D tisk a jejich teploty sušení:
- PLA: 40°C-50°C
- TPU: 40°C-45°C
- PETG: 60°C-65°C
- ABS: 80°C
- Polykarbonát (PC): 80°C
- ASA: 80°C-85°C
- Nylon (PA): 80°C-90°C
Co se týče doby sušení, může odstranění vlhkosti z termoplastických filamentů trvat několik hodin. Obecně platí, že byste měli sušit své cívky při doporučených teplotách přibližně 4–6 hodin. Nicméně, u více hygroskopických materiálů, jako je nylon (PA), může být vyžadována delší doba sušení. Pokud používáte specializovanou sušičku filamentu, mohou se teploty a doby sušení lišit.
Jak skladovat filament
Skladování filamentu je zásadní pro ochranu vašich materiálů pro FFF 3D tisk před vlhkostí a minimalizaci potřeby jejich sušení. Správné skladování také pomáhá chránit materiály před vlhkostí, prachem a dalšími nečistotami po jejich vysušení. Kromě toho může správné skladování filamentů prodloužit jejich trvanlivost a udržet jejich optimální vlastnosti.
Správné skladování filamentů může ochránit vaše materiály před vlhkostí a vlhkostí.
Klíčem k tomu, aby filament zůstal v optimálním stavu, je uchovávat ho v prostoru s kontrolovanou vlhkostí. Jedním spolehlivým řešením je umístit cívky filamentu do suchého boxu, tedy vzduchotěsného kontejneru obsahujícího desikantní materiál (například sáčky se silikonovým gelem). Je důležité si uvědomit, že desikantní sáčky je třeba pravidelně měnit, protože materiály absorbují vlhkost. Naštěstí mnoho typů desikantů lze znovu použít: stačí je zbavit vlhkosti pomocí sušičky filamentu nebo trouby na nízké teplotě.
Filamenty můžete také umístit do vakuově uzavřených sáčků nebo kontejnerů, které poskytují vzduchotěsné uzavření a zabraňují pronikání vlhkosti. Tyto obaly jsou obzvláště efektivní v oblastech s vysokou vlhkostí. Mohou být vyrobeny z plastu nebo kovu a měly by mít těsnící víko s gumovým těsněním pro zajištění správného uzavření.
Mezi tvůrci je oblíbenou volbou vytvořit DIY suchý box, který nejen chrání filament před vlhkostí, ale také jej podává do 3D tiskárny. Tento projekt vyžaduje těsnící kontejner, desikantní sáčky, PVC trubky, hadičky a několik dalších komponentů. Pro optimální skladování filamentů je také dobré uchovávat je mimo přímé sluneční světlo nebo zdroje tepla, protože ty mohou způsobit degradaci filamentu.
Problém vlhkého filamentu
V procesu tavení filamentů (FFF) jsou termoplastické filamentek podávány skrze vyhřívanou trysku (nazývanou hotend), dokud nedosáhnou své teploty tavení. Jakmile jsou filamenty roztaveny tryskou, jsou extrudovány na stavební platformu, kde se roztavený polymer začíná zpevňovat, jakmile se ochlazuje. Tento proces extruze je nepřetržitý, přičemž se vrstva za vrstvou nanáší materiál, dokud konečný objekt nestojí na stavební platformě.
Pokud byl filament pro 3D tisk vystaven vlhkosti, může to vést k řadě problémů, jako je degradace materiálu. Vstřebaná voda může totiž narušit polymerní řetězce v filamentě, což vede ke snížení její pevnosti a pružnosti. Kromě toho vlhký filament narušuje tiskový proces, protože vlhkost v termoplastu se během zahřívání materiálu odpařuje. To způsobuje vznik vzduchových bublin v materiálu, což vede k vláknění, hromadění materiálu a nakonec k tisku dílů s oslabenou pevností a kvalitou.
Schopnost filamentů absorbovat vlhkost závisí na několika faktorech, včetně typu materiálu, okolní vlhkosti a doby vystavení. Například nylon je známý jako vysoce hygroskopický materiál, který může rychle absorbovat vlhkost ze vzduchu. PLA je naopak až 10krát méně hygroskopický než nylon, ale stále může časem absorbovat značné množství vlhkosti.
Identifikace vlhkého filamentu
I když mluvíme o „vlhkém filamentu“, identifikace filamentů ovlivněných vlhkostí není tak jednoduchá jako se jich dotknout, abychom zjistili, zda jsou mokré. Mnoho filamentů používaných v 3D tisku, včetně PA, TPU, PLA, PVA, PETG a do menší míry ABS, je hygroskopických, což znamená, že absorbují vlhkost a vlhkost z okolního vzduchu. Když filament absorbuje vodu z okolního prostředí, vodní molekuly narušují polymerní řetězce uvnitř termoplastu v procesu nazývaném hydrolýza. Tento proces nejen zvyšuje pravděpodobnost vzniku bublin ve filamentu během tisku, ale také činí filament křehčím a slabším.
Vlhký filament může způsobit vláknění při 3D tisku.
Při 3D tisku jsou některé zřejmé znaky, že váš filament absorboval vlhkost, jako jsou praskající zvuky vycházející z extruderu a bubliny ve filamentu, když se zahřívá. Pokud roztavený termoplast stále vytéká z tiskové hlavy 3D tiskárny, i když je stroj vypnutý, může to být také známka toho, že je filament vlhký. Dalšími znaky mohou být problémy na samotném 3D vytištěném dílu, jako je vláknění, hromadění materiálu a špatné přilnavost mezi vrstvami.
Filament s vysokým obsahem vlhkosti může také vykazovat změny barvy nebo mít zakalený vzhled. To je zvlášť patrné u průhledných filamentů, které mohou ztratit svou transparentnost, když absorbují vlhkost. Obecně však může být obtížné zjistit, zda filament absorboval příliš mnoho vlhkosti ještě před tiskem. (To znamená, že pokud si všimnete, že vaše cívka filamentu je méně ibilní než dříve, může to být známka vlhkosti.) Proto je důležité správně skladovat své filamenty a naučit se, jak je sušit.
Závěr
Investice času do správného sušení a skladování vašich filamentů pro 3D tisk se vám v dlouhodobém horizontu vyplatí. Filamenty jsou v nejlepší kondici, když jsou suché, což podporuje hladký tisk (bez praskání a vytékání) a zajišťuje kvalitní výtisky (bez vláknění a s dobrou přilnavostí mezi vrstvami). Pokud se rozhodnete sušit vlastní filament, nezapomeňte se řídit tímto průvodcem.
Často kladené otázky (FAQ)
Otázka: Proč je vlhkost škodlivá pro filament?
Odpověď: Vlhkost může filamenty poškodit, protože způsobují degradaci termoplastů. V procesu 3D tisku, když je filament zahříván, se uvězněná vlhkost odpařuje, což vede k vzniku vzduchových bublin a dalším problémům, jako je vláknění a hromadění materiálu.
Otázka: Mohu sušit filament v troubě?
Odpověď: Ano, filament můžete sušit v troubě, ale je důležité použít nízkou teplotu a pečlivě sledovat proces, abyste se vyhnuli přehřátí filamentu. Některé trouby nemusí mít přesnou kontrolu teploty při nižších nastaveních, takže se doporučuje použít teploměr do trouby, abyste zajistili správnou teplotu.
Otázka: Jak zjistím, zda můj filament potřebuje vysušení?
Odpověď: Vlhký filament lze obvykle identifikovat podle hrubých nebo nerovných povrchů na vytištěném objektu, vláknění nebo křehkosti. Pokud byl váš filament skladován v vlhkém prostředí nebo nebyl používán delší dobu, může také potřebovat vysušení.
Otázka: Mohu znovu použít desikanty?
Odpověď: Ano, mnoho typů desikantů, včetně silikagelu, lze znovu použít. Silikagelové desikanty můžete obnovit tím, že je vložíte do trouby na nízkou teplotu, dokud nezmění barvu, což naznačuje, že vlhkost byla odstraněna.
Otázka: Jak dlouho musím sušit filament?
Odpověď: Neexistuje pevně stanovené pravidlo ohledně doby sušení cívky filamentu. U většiny filamentů se doporučuje doba sušení mezi čtyřmi a šesti hodinami, nicméně hygroskopičtější materiály, jako je nylon, mohou někdy vyžadovat delší čas.
Otázka: Jak dlouho mohu skladovat filament, než se zkazí?
Odpověď: Trvanlivost filamentu se může lišit v závislosti na typu filamentu a podmínkách skladování. Obecně lze filament skladovat několik měsíců až rok, pokud je uchováván v uzavřeném kontejneru s desikanty na chladném a suchém místě. Nicméně se doporučuje použít filament co nejdříve pro nejlepší kvalitu tisku.
