Navlhlý filament patří mezi nejčastější problémy, se kterými se 3D tiskař setkává. V momentě, kdy se filament vybalí ze svého vakuového obalu, začíná nemilosrdný závod s časem – stihnu filament spotřebovat, než se zkazí?
Pravdou je, každý filament do 3D tiskárny je do určité míry hygroskopický, to znamená, že přirozeně absorbuje okolní vlhkost, například ze vzduchu. Různé materiály mají ale různé absorpční vlastnosti – u některých filamentů problém nastává skutečně už po několika hodinách na vzduchu, u většiny je to ovšem otázka týdnů či měsíců. Navlhlý filament ale každopádně výrazně snižuje kvalitu tisku, pojďme se tedy podívat na tento problém více zblízka.
Kterých materiálů se to týká?
Nejnáchylnější na vlhkost jsou samozřejmě materiály, které jsou rozpustné ve vodě: PVA a BVOH. Tyto filamenty se používají pro tisk podpěr, v případě, že máte možnost tisku více materiály najednou, a správně by se měly i při tisku uchovávat ve speciálním vzduchotěsném boxu.
Vysoce hygroskopický je dále Polyamid (PA), neboli Nylon, který by se měl přinejmenším skladovat v dryboxu, a ideální je tento filament před každým použitím nechat vysušit. To platí také pro Polykarbonát (PC) a jeho varianty. Vysoušení filamentů se budeme věnovat v následujících odstavcích.
Citlivé na vlhko jsou i flexibilní materiály jako TPU, nebo například PVB. Tento moderní materiál má podobné vlastnosti jako PETG a používá se pro svoji rozpustnost v isopropyl alkoholu, výtisky tak lze vyhladit podobně jako ABS.
Nejvíce vám odpustí ty nejběžněji používané materiály, jako je PLA, PETG, ABS nebo ASA. Ideálně by se i tyto druhy filamentů měly skladovat v uzavřeném boxu s pohlcovačem vlhkosti, popřípadě by se měly vysušit např. po třech měsících na otevřeném vzduchu.
Vše samozřejmě záleží na tom, jak vlhký a jak teplý je vzduch v místě, kde filamenty skladujete a tisknete a také na každém výrobci a konkrétním mixu a postupu, který používá.
Jak poznám navlhlý filament?
Navlhnutím filament nemění svoji barvu ani vzhled, ani hmotnost se příliš nemění. Na velmi přesné váze lze poznat nepatrný váhový rozdíl: vlhký nylon může být až o 2,5 % těžší oproti čerstvě vysušenému, v případě PLA/PETG se jedná řádově jen o desetiny procenta.
Zejména v případě PLA, PETG i ABS si ale jistě všimnete, že pokud je zanecháte delší dobu na polici rozbalené, začnou se lámat. To je první z viditelných známek degradace vlivem vlhkosti. Během samotného tisku se pak projeví další – výtisky z PETG a TPU filamentu budou plné vlásečnic (více než obvykle), ABS a PA zase vydává o něco silnější zápach, než je běžné. Při tisku také možná uslyšíte charakteristické praskání vycházející z trysky, jako by praskaly malé bublinky. Zahřátím se totiž ve vlákně nahromaděná vlhkost promění v páru a ta uniká ven tou nejkratší cestou. Po ukončení nebo dokončení tisku si také můžete všimnout, že jednotlivé vrstvy k sobě špatně přilnuly, a že povrchová kvalita výtisku je podprůměrná. Pro úplnost je také třeba dodat, že vlhkost může mít také vliv na fyzikální vlastnosti materiálu, například na jeho elektrickou a tepelnou vodivost.
.png)
Změna mechanických vlastností filamentu
Porovnání mechanických vlastnosti u suchého a vlhkého filamentu u nylonu značky Polymaker.
Jak vysušit filament a jak předejít navlhnutí
Nejlepší a nejjednodušší je vysušit filament v dedikované sušičce, případně v sušičce na ovoce. Tyto přístroje obvykle dosahují teplot okolo 50 °C, sušení tedy zabere typicky 6–8 hodin. Pokud máte zakrytovanou tiskárnu, můžete špulku jednoduše položit na vyhřívanou podložku a nechat ji hřát.
Pomoci může i běžná trouba ve vaší kuchyni, nedoporučujeme ale jít s teplotou výše než 70 °C, mohla by se vám roztavit špulka, v extrémním případě byste mohli filament přehřát nebo spéct. Sušení v troubě může být o něco rychlejší: 4–6 hodin.
Další možností je použití vakuové komory. Ve vakuu se voda promění v páru už při pokojové teplotě, neriskujeme tedy deformaci špulky, ani spečení filamentu. Tato metoda je však méně efektivní než sušení pomocí tepla, vakuová komora je navíc se svojí pumpou relativně hlučný, objemný, a ne zrovna dostupný přístroj.
Nejméně účinnou, avšak nejvíce uživatelsky přívětivou metodou je skladování filamentů ve vzduchotěsných nádobách, s kontrolovanou teplotou a hromadou desikantu, například silikagelových kuliček. Silikagel absorbuje veškerou vlhkost ve vzduchu v nádobě rychleji než polymer, a pomáhá tak udržet materiál suchý. Lze ho také „vyresetovat“ v sušičce nebo v troubě pro další použití.
Obecně platí, že filamenty je nejlepší skladovat ve vzduchotěsné nádobě nebo pytlíku společně s desikantem, aby se zabránilo absorpci vlhkosti. Pokud se přece jen setkáte s potížemi, můžete si zvolit metodu sušení podle typu materiálu podle toho jaké vybavení máte po ruce. Tím zajistíte, že vaše filamenty budou vždy v dobrém stavu a připravené k použití.