Menguasai Manajemen Kelembaban Filamen: Panduan Lengkap Mencegah Gagal Cetak
Apakah Anda tahu bahwa Filamen Anda dapat menyerap kelembaban dan ini dapat menyebabkan semua macam masalah? Nah, mungkin Anda tiba di posting ini karena Anda memang mengalami masalah kualitas tiba-tiba saat mencetak dan Anda pikir itu mungkin karena filamen basah.
Dalam artikel ini, saya akan membahas berbagai jenis filamen dan seberapa higroskopis mereka, yaitu seberapa banyak kelembaban yang mereka serap dan seberapa cepat mereka menyerapnya, masalah apa yang biasanya timbul saat mencetak dengan filamen basah, dan cara mengatasi dengan mengeringkan filamen.
Jadi, tanpa basa-basi lagi, mari kita mulai!
Filamen mana yang menyerap kelembaban?
Semua filamen termoplastik FDM menyerap kelembaban dalam bentuk tertentu, beberapa lebih banyak dari yang lain, tetapi semuanya higroskopis. Misalnya, PLA akan membengkak hingga 40 mikron selama periode paparan 150 jam terhadap kelembaban tinggi, sedangkan Nylon, yang jauh lebih higroskopis, dapat mencapai titik kepuasan setelah hanya 24 jam paparan.
Instruksi penyimpanan filamen harus diambil dengan serius karena jika filamen yang Anda gunakan telah menyerap kelembaban, itu akan terlihat dalam cetakan Anda. Kelembaban menghasilkan gelembung pada nozzle ekstrusi yang menghasilkan lapisan tidak merata dan akhirnya permukaan cetakan yang mirip dengan wajah remaja yang berjerawat.
Esensialnya, Anda tidak akan mendapatkan permukaan cetakan yang halus yang Anda sasapkan jika filamen yang Anda gunakan basah.
Berbagai jenis filamen menyerap kelembaban dengan tingkat yang berbeda, di mana beberapa menyerap banyak kelembaban sementara yang lain seperti HIPS, menyerap sangat sedikit. Filamen yang menyerap kelembaban diberi label higroskopis, dan di bawah ini adalah daftar berbagai jenis filamen yang diurutkan dari yang paling higroskopis hingga yang paling sedikit.
Filamen Paling Higroskopis
PVA: Filamen ini sebagian besar digunakan untuk mencetak pembantu dan umumnya digunakan dengan printer ekstrusi ganda; Satu ekstruder akan digunakan untuk membuat pembantu dari PVA sementara yang lain akan mencetak model 3D. PVA adalah filamen pembantu yang bagus karena larut dalam air dan mengurangi waktu pasca-produksi sebagai hasilnya.
PoliKarbonat: Juga dikenal sebagai PC, memiliki kualitas bagus seperti kekuatan dan ketahanan panas, tetapi seperti filamen lain, ia menyerap kelembaban dan harus diperlakukan dengan hati-hati dan disimpan dengan benar untuk mencegahnya basah.
Nylon: Meskipun sangat tahan panas dan tabrakan, Nylon memiliki satu kelemahan besar: Ia menyerap kelembaban dengan tingkat yang sangat cepat, karena hanya dua jam paparan dapat membuatnya tidak dapat digunakan.
PLA: Saat tidak digunakan, PLA harus disimpan dalam wadah kedap udara. Filamen sangat populer karena kemudahan penggunaannya, tetapi ia tidak mencetak dengan baik setelah basah.
ABS: ABS adalah kopolimer dan terdiri dari tiga monomer berbeda: Akrilonitril, Butadien, dan Stiren. Ia memiliki tingkat penyerapan kelembaban yang lebih lambat daripada PLA tetapi tetap harus disimpan dengan benar dalam wadah kedap udara.
PETG: Penyimpanan filamen PETG penting karena ia higroskopis. Meskipun ia menyerap kelembaban, tingkatnya jauh lebih lambat dari jenis filamen lain, namun terlepas dari ini, paparan terhadap kelembaban harus dicegah setiap saat.
HIPS: Awalnya dibuat sebagai material pembantu, semakin banyak digunakan sebagai filamen pencetakan utama. Dari semua jenis filamen, HIPS adalah yang paling sedikit terpengaruh oleh kelembaban dan beberapa mengklaim bahwa ia tidak higroskopis.
Masalah mencetak dengan filamen basah
Mencetak dengan filamen yang telah menyerap kelembaban menciptakan sejumlah masalah:
Tidak hanya Filamen dapat membengkak saat terpapar kelembaban dan meningkat diameter 20-40 mikron yang dapat mengganggu pencetakan, tetapi filamen yang ter saturasi kelembaban akan menyebabkan penundaan ekstrusi, dan kemudian saat ekstrusi dihentikan, filamen akan terus keluar dari nozzle. Ini juga dapat menyebabkan ekstruder macet.
Ada mungkin ada jejak uap yang keluar dari ekstruder, dan filamen akan menjadi berirama, yang akan merusak cetakan Anda.
Esensialnya, mencetak dengan filamen basah akan menyebabkan cetakan dengan kualitas yang tidak konsisten.
Cara mengetahui apakah filamen telah menyerap kelembaban?
Filamen yang ter saturasi kelembaban akan lebih rapuh di gulungan dan memiliki fleksibilitas yang lebih rendah. Anda akan mendengar suara retakan dan gelembung saat filamen sedang dipanaskan di ekstruder dan Anda mungkin bahkan memperhatikan sedikit uap dan gelembung sesekali.
Filamen akan mendapatkan tekstur aneh yang terlihat dengan bercak dan irama saat keluar dari nozzle, menghasilkan lapisan yang tidak merata. Ini adalah tanda-tanda umum masalah kelembaban, dan jika terdeteksi, disarankan untuk menghentikan proses pencetakan dan mengeringkan filamen dengan baik sebelum melanjutkan.
Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk filamen menyerap kelembaban?
Waktu yang dibutuhkan untuk filamen menyerap kelembaban hingga titik kepuasan bervariasi antara berbagai jenis filamen, karena PLA dan Nylon, misalnya, menyerap kelembaban dengan tingkat yang sangat berbeda. PLA akan membengkak hingga 40 mikron selama periode paparan 150 jam, sedangkan Nylon, yang jauh lebih higroskopis, dapat mencapai titik kepuasan setelah hanya 24 jam paparan.
Dalam sebuah tes yang dilakukan di mana PLA dicampur dengan senyawa karet (RS), hasil menunjukkan dekomposisi dan kelemahan yang berlanjut dari PLA dengan penyerapan kelembaban yang dikendalikan.
Tes menunjukkan penurunan bertahap kekuatan tarik bagian uji. Bagian juga ditempatkan dalam kondisi dekomposisi enzimatik, dan properti tarik komposit PLA/RS menurun dengan cepat.
Filamen apa yang tidak menyerap kelembaban?
Semua filamen termoplastik menyerap kelembaban tetapi dengan tingkat yang berbeda, tergantung pada aditif yang digunakan. HIPS dikatakan sebagai filamen yang menunjukkan resistensi paling tinggi terhadap penyerapan kelembaban. Beberapa mengklaim ia tidak higroskopis karena tidak ada tanda degradasi biasa yang terkait dengan penyerapan kelembaban yang secara resmi tercatat.
HIPS adalah plastik yang sangat kuat dan awet dan mirip dalam banyak hal dengan ABS, tetapi diberi rating non-higroskopis. HIPS biasanya digunakan dalam mainan dan kotak CD atau kotak, namun, penggunaan paling umum untuk HIPS adalah sebagai material pembantu untuk filamen lain seperti ABS, karena ia mudah larut dalam d-Limonene atau minyak jeruk.
Cara Menjaga Filamen agar Tetap Kering?
Semua filamen harus disimpan dalam kantong vakum atau dalam wadah kedap udara dengan paket silica gel untuk menyerap kelembaban, karena ini adalah satu-satunya cara untuk memastikan bahwa filamen itu sendiri akan tetap kering. Selain itu, menyimpan filamen segera setelah mencetak akan menurunkan paparan terhadap kelembaban dan meningkatkan umurnya.
Filamen dapat dikeringkan, Namun, menjaga lingkungan bebas kelembaban sejak awal adalah opsi teraman Anda.
Cara Mengeringkan Filamen Basah
Filen basah dapat dikeringkan dengan menggunakan perangkat khusus yang disebut filamen dryer, atau bahkan food dehydrator reguler. Namun, untuk sebagian besar orang, cara termudah dan paling efektif adalah dengan menempatkan gulungan filamen di oven selama setidaknya empat jam, dan maksimal delapan jam, pada suhu 10C-20C di bawah suhu transisi kaca filamen (40C-50C untuk PLA).
Ini adalah berbagai metode dengan lebih detail:
Dengan Filamen Dryer
Ini adalah opsi terbaik untuk dipertimbangkan karena menawarkan lingkungan bebas kelembaban yang terkontrol yang akan memastikan filamen Anda selalu kering dan siap untuk dicetak.
Sistem pengeringan filamen mudah dioperasikan dan relatif terjangkau. Ini tidak hanya mengeringkan filamen tetapi juga berfungsi sebagai fasilitas penyimpanan yang aman.
Contoh penghematan waktu pada waktu pengeringan adalah Sunlu Dryer BOX, yang merupakan salah satu filamen dryer yang paling terjangkau namun mendapat ulasan terbaik; Tentu saja, perangkat ini bekerja dengan baik, tetapi saya tidak pikir mereka diperlukan dalam sebagian besar kasus karena agak berlebihan.
Di Oven
Ini adalah salah satu metode yang paling banyak digunakan oleh penggemar pencetakan 3D karena fakta sederhana bahwa kita semua memiliki oven, dan itu bekerja hinggaCertain tingkat.
Namun, ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan, terutama bahwa filamen tidak boleh diekspos pada suhu di dekat suhu transisi kaca-nya, dan prosesnya secara umum akan memakan waktu antara 4 dan 8 jam untuk mengeringkan gulungan PLA atau Nylon dalam oven listrik.
Selain itu, menggunakan oven gas dapat bekerja, tetapi jauh lebih sulit untuk mengontrol suhu dan mereka juga dapat memiliki titik panas yang jauh lebih panas dari yang lain, yang dapat akhirnya merusak gulungan filamen Anda.
Food Dehydrator
Menggunakan food dehydrator adalah opsi yang lebih aman daripada menggunakan oven konvensional karena beroperasi pada suhu yang lebih rendah, namun, ini bukan pilihan ideal karena waktu tambahan yang diperlukan untuk mengeringkan filamen dengan benar.
Apakah Mengeringkan Filamen Akan Meningkatkan Kualitas Cetak?
Filamen yang telah menyerap kelembaban dan yang telah dikeringkan dengan baik setelahnya akan bekerja sama baik dengan filamen baru dan sepenuhnya kering. Kelembaban itu sendiri akan mempengaruhi kualitas pencetakan, tetapi setelah itu telah dihilangkan dari filamen, itu akan bekerja seolah-olah tidak pernah terpapar kelembaban.
Bagaimana Kelembaban Akan Mempengaruhi Bagian Cetakan 3D?
Sebuah cetakan filamen 3D yang selesai masih akan terpengaruh saat diekspos pada kelembaban, atau direndam di bawah air.
Sebuah eksperimen dilakukan menggunakan PLA normal dengan campuran 20% Karbida Silikon (SiC), dan cetakan direndam dalam air destilasi pada 50 °C, yang degradasi dalam 58 hari.
Latihan diulang dengan tingkat SiC yang lebih tinggi dan cetakan bertahan 140 hari dalam kondisi yang sama. Stabilitas dan kekuatan tarik awalnya meningkat dengan penambahan SiC tetapi mulai mengukur penurunan dengan jumlah SiC yang lebih tinggi.
ABS tidak terpengaruh segera dan mempertahankan kekuatan tariknya; Namun, kekakuan cetakan menurun selama proses penuaan sementara stres kegagalan meningkat. Ini menunjukkan bahwa cetakan menjadi lunak dari paparan kontinu terhadap air.
Sekarang, lepas dari studi, ketika Anda membaca tentang apa yang dikatakan pembuat lain, mereka tampaknya memiliki pendapat dan pengalaman yang sangat berbeda; Beberapa mengklaim PLA mereka akan menjadi rapuh ketika ditinggalkan di bawah air dalam beberapa minggu, sementara yang lain mengalami hal yang sebaliknya, di mana cetakan mereka terasa baru bahkan setelah 3 tahun ditinggalkan di bawah air.
Dari pengalaman saya, ada banyak kondisi berbeda yang harus dipenuhi agar cetakan menjadi rapuh ketika ditinggalkan di dalam air, seperti suhu air yang cukup tinggi, berada di bawah sinar matahari langsung (kemungkinan penyebab utama), dll.
Saya menulis posting tentang ini bagaimana air mempengaruhi bagian cetakan 3D, terutama PLA, jadi pastikan untuk memeriksanya.
Berapa umur rata-rata gulungan filamen 3D?
Secara rata-rata, filamen 3D memiliki umur 2-3 tahun dalam kemasan aslinya, yang biasanya vacuum sealed, dan jika disimpan dalam kondisi yang tepat. PLA atau ABS dapat bertahan lebih dari satu tahun jika disimpan dalam kondisi optimal (kelembaban rendah, jauh dari sinar matahari dan disimpan pada suhu yang cukup rendah). Penyimpanan ideal harus memiliki nilai kelembaban 10-13%.
Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang umur rata-rata gulungan filamen 3D dan berapa lama mereka sebenarnya bertahan untuk pencetakan, maka periksa artikel ini yang saya tulis.
Kesimpulan
Kelembaban dapat dan akan mempengaruhi baik filamen maupun bagian cetakan 3D, itulah sebabnya sangat penting untuk menyimpan filamen dengan baik dalam kantong vacuum sealed atau dalam wadah kedap udara yang dilengkapi paket silica gel.
Jika Anda lupa menyimpan filamen Anda dan ia terpapar banyak kelembaban, jangan khawatir! Ia masih dapat dikeringkan dan digunakan kembali tanpa masalah, tetapi Anda harus mencoba menjaganya jauh dari kelembaban sebanyak mungkin karena menempel gulungan filamen di oven selama 4-8 jam bukan hal yang menyenangkan.
Saya harap informasi ini berguna!
Semoga harimu menyenangkan!
Apakah filamen PLA menyerap kelembaban?
Sifat higroskopis PLA berarti ia akan menyerap kelembaban saat ditinggalkan terpapar untuk waktu yang lama tanpa disimpan dengan benar dalam wadah kedap udara dengan benang silica atau paket silica gel. Setelah PLA menyerap kelembaban ia akan menjadi rapuh dan pecah lebih mudah, dan mencetak dengannya akan lebih sulit. Namun, ada cara untuk menghilangkan kelembaban dari gulungan filamen yang akan mengembalikannya ke kondisi aslinya.
Lihat bagian produk kami yang direkomendasikan
Kami membuat bagian produk yang direkomendasikan yang akan memungkinkan Anda untuk menghilangkan tebakan dan mengurangi waktu yang dihabiskan untuk meneliti printer, filamen, atau upgrade yang akan diperoleh, karena kami tahu ini bisa menjadi tugas yang sangat menakutkan dan secara umum mengarah pada banyak kebingungan.
Kami telah memilih hanya sejumlah printer 3D yang kami pertimbangkan baik untuk pemula maupun menengah, dan bahkan pakar, membuat keputusan lebih mudah, dan filamen serta upgrade yang terdaftar semuanya telah diuji oleh kami dan dipilih dengan hati-hati, jadi Anda tahu bahwa mana pun yang Anda pilih akan bekerja sebagaimana mestinya.
