Filamenter
Fugt i filamentet
aug
Dry or Die..
Disse to print er 100% ens – de er lavet på den samme Prusa MK3S+ 3D-printer, med den samme gcode og med det samme filament fra den samme spole.
Alligevel er der himmelvid forskel på kvaliteten.
Forskellen består alene i hvordan filamentet er behandlet inden printet blev sat i gang.
Printet til venstre, er som et forsøg, printet med en rulle filament som har stået på vores lager i nogle uger. Spolen var pakket ind i en plastikpose. Men til trods for det, har filamentet alligevel optaget fugt fra luften.
Printet til højre er lavet med den samme rulle filament ca. 6 timer efter det første print. Men inden printet blev sat i gang, blev rullen tørret i en ovn i 5 timer ved 65 grader C.
Hvilke materialer optager fugt?
Alle plastmaterialer optager fugt fra luften i større eller mindre grad. Det hedder at materialet er Hygroskopisk
For at modvirke det, leveres de fleste filamenter i kraftig plastpose eller er forseglet i en vacuumpose. Men selv det er ikke altid nok.
Her i Danmark, er luftfugtigheden altid meget høj. Typisk vil den ligge omkring 60 – 75%
Så der er en masse vandmolekyler i luften. Termodynamikkens love sørger for at skabe ligevægt, så fugten vil søge derhen hvor der er relativt mere tørt og hvor der er plads til vandmolekylerne kan møvre sig ind.
Hvorfor er fugten et problem?
Når man 3D-printer, opvarmes filamentet fra 22 C til 200-300 C på meget kort tid. Det sker i selve dysen, hvor materialet presses ind i den ende ende og sendes ud i den anden ende.
Når vandmolekylerne varmes op til 100C, vil de blive til damp. Damp fylder ca. 1.600 gange mere end vand i flydende form. Så der skal ikke ret mange vandmolekyler til før trykket i dysen stiger eksplosivt.
Og så har vi baladen. For dampen har kun én vej ud – nemlig ud gennem dysen.
Det resulterer i to ting:
- Dampen trykker plasten hurtigere ud af dysen end ønsket.
- Dampen “opskummer” plastmaterialet, så det kommer til at fylde mere og bliver fyldt med hulrum der nedsætter styrken.
Hvis der er meget fugt, kan man høre små damp-eksplosioner i form af små knald og pop når printeren arbejder. Men typisk er det første tegn stringing og en grim nubret overflade på 3D-printet.
PLA
Rent PLA optager ikke ret meget fugt. Men de fleste PLA materialer der sælges idag, har navne som PLA+, Tough-PLA, Strong PLA osv. Og det er som regel en god indikator for at spolen også indeholder andre plasttyper. Det kan f.eks. være ABS eller TPE, som begge kan optage fugt. Fugtigt PLA har ofte meget stringing og der vil opstå klatter og ujævnheder ifm. lagskifte.
PET-G
Et andet udbredt materiale er PET-G, som er det samme materiale der anvendes til f.eks. sodavandsflasker. Det er væsentligt mere hygroskopisk end PLA og ABS. Vi anbefaler at PET-G altid tørres umiddelbart før brug.
ABS og ASA
Disse to materialer er i familie med hinanden og er begge hygroskopiske. De vil normalt ikke optaget så meget fugt at man kan høre det under printningen. MEN – printene bliver “skøre” og lagene vil binde dårligt sammen.
PA(Nylon)
Nylon er stærkt hygroskopisk. Faktisk har man typisk et vindue på 4-6 timer fra filamentet er blevet tørret, til det har optaget så meget fugt at det ikke længere er brugbart. Derfor skal man have nylon i en opvarmet “dry-box” mens man printer.
TPU, TPC og TPE
Flex-materialerne er alle meget følsomme overfor fugt og er i forvejen lidt bøvlet at arbejde med.
Eksemplet ovenfor er printet i TPC.
Hvordan tørrer man filamenter?
På nettet kan man finde skemaer der viser hvor længe hvert filament skal tørres og ved hvilken temperatur. Der findes også særlige Filament-tørrebokse osv.
Men det behøver ikke være så bøvlet. Og med mindre man skal printe meget Nylon, Peek o.lign, er der ingen grund til at købe specialudstyr.
Hos os bruger vi en ganske almindelig husholdningsovn der er indstillet på 55-60 C varmluft. Her opbevares rullerne i 4-6 timer timer, hvorefter de bliver lagt i en forseglet pose.
Nylon og Flex kan sagtens tåle 70 – 80 grader hvis det skal gå stærkt.