Kelembaban:Musuh besar filamen untuk pencetakan 3D

Kelembaban adalah air yang menembus benda atau uap yang ada di atmosfer . Untuk semua makhluk hidup, air adalah yang paling diperlukan untuk bertahan hidup, bahkan lebih dari makanan, tetapi untuk unsur tak hidup, kelembapan biasanya menjadi sumber masalah, karena menyebabkan oksidasi dan degradasi banyak bahan . Dalam kasus pencetakan 3D, lebih khusus pada filamen, konsentrasi kelembapan yang berlebihan dapat menyebabkan daftar panjang masalah, semuanya dengan tujuan yang sama, pencetakan 3D gagal.

Efek menarik air dapat menyebabkan masalah berikut:peningkatan kerapuhan, peningkatan diameter (kemungkinan masalah dengan printer dengan sistem ekstrusi tipe Bowden), degradasi filamen, filamen putus, dll. Fakta bahwa filamen juga harus diperhitungkan yang telah menyerap air akan memiliki suhu yang lebih tinggi untuk ekstrusi. Ingatlah untuk menghindari penempatan filamen di printer jika Anda tidak akan mencetak. Mereka bisa tersangkut di ekstruder karena saat menyerap air mereka menjadi gemuk dan diameternya bertambah.

Peta berikut menunjukkan rata-rata kelembaban relatif tahunan (persentase rasio antara jumlah aktual uap air yang terkandung di udara dan apa yang perlu dikandungnya agar jenuh pada suhu yang sama), nilai yang diperoleh dari rata-rata kelembaban yang terdaftar di dua belas bulan dalam setahun. Kelembaban relatif sangat berbeda tergantung pada bagian geografi Eropa mana Anda berada, lebih terlihat di bagian utara benua.

Gambar 1: Peta kelembapan relatif di Eropa. Sumber:NeoGAF

Konsekuensi utama kelembapan dalam filamen adalah:

• Degradasi filamen:  Filamen higroskopis cenderung menyerap air untuk sebagian besar, karena molekul air melekat pada molekul polimer, membentuk ikatan antarmolekul yang kuat. Tautan ini dapat menyebabkan jeda mikro internal yang melemahkan struktur filamen itu sendiri.
• Extruder / HotEnd jam: Kelembapan air yang terkonsentrasi di filamen saat dipanaskan di HotEnd menguap, menyebabkan celah di dalam filamen, mengubahnya menjadi pasta yang menyumbat laras (Heat Break) atau nozel. Masalah ini sangat umum terjadi saat menggunakan filamen nilon dengan persentase kelembapan tinggi (> 20%).
• Cetakan 3D berkualitas rendah (ketahanan dan finishing):  Penyatuan hasil yang disebutkan di atas dalam cetakan 3D dengan banyak masalah, baik secara mekanis maupun dangkal. celah antar lapisan (tidak selalu terlihat dengan mata telanjang) yang disebabkan oleh penguapan air, merupakan titik kritis, di mana retakan mudah dihasilkan dengan menerapkan nilai gaya yang rendah. Ketika konsentrasi kelembaban ditandai, lubang yang disebutkan di atas menyebabkan permukaan yang kasar dan keputihan.

Gambar 2: Masalah yang ditimbulkan oleh kelembapan. Sumber:PrintDry

Sebagai alasan evolusi dunia pencetakan 3D, terdapat filamen dengan ketahanan tinggi terhadap kelembapan , seperti PETG atau CPE HG100, kopoliester yang dapat terkena air dalam waktu lama tanpa masalah. Di antara filamen lainnya, kami menemukan beberapa dengan resistensi sedang, seperti PLA atau ABS, dan lainnya, terutama nilon dan PVA, sangat rentan terhadap penyerapan kelembapan, mencapai nilai tinggi dalam waktu kurang dari sehari.

Pengering
PrintDry Vakum
wadah Monitor
Kelembaban CPE HG100
Filamen

Pengguna printer 3D tertentu  menggunakan metode konvensional untuk menghilangkan kelembapan dari filamen dan simpan, seperti mengeringkan bahan dalam oven rumah tangga dan menyimpan filamen dalam kotak dengan penutup yang tidak terlalu rapat. Tindakan ini , selain berbahaya dalam kasus tungku domestik, tidak sepenuhnya efektif, terutama dengan material teknis dan lanjutan. Di sini kami mengutip serangkaian rekomendasi profesional untuk menghilangkan kelembapan dan cara menyimpan filamen untuk mencegah penyerapan:

Pengering filamen

Cara paling efektif untuk menghilangkan kelembapan yang terkandung dalam suatu bahan adalah dengan menggunakan pengering filamen, seperti  PrintDry filament dryer, perangkat yang mampu memutus ikatan antarmolekul antara air dan polimer berkat suhu pengeringannya (35-70 ºC) dan aliran udara alami di dalamnya, yang menarik uap air dari permukaan filamen ke udara yang itu mengelilinginya. Nilai ideal kelembapan dalam filamen adalah antara 10-13 % .

Penyimpanan

Baik di awal penggunaan koil baru maupun setelah mengeringkan filamen, penyimpanan yang tepat sangat penting untuk menjaga persentase kelembaban minimum. Pada material konvensional (PLA atau ABS) dan interval penyimpanan singkat (<2 bulan) penggunaan tas dengan penutup tipe pegangan sudah cukup . Jika waktu penyimpanan lebih lama atau dengan bahan teknis dan canggih ukuran ini tidak cukup. Solusi yang ideal adalah menggunakan wadah filamen kedap udara PrintDry dengan penyegelan vakum. Mereka adalah wadah plastik berkekuatan tinggi, di mana setiap pengguna dapat menyimpan filamen mereka dengan aman tanpa khawatir apakah mereka menyerap kelembapan. Potensi wadah ini ada di tutupnya, karena di dalamnya terdapat katup vakum ditempatkan, di mana dan dengan bantuan pompa manual (disertakan dengan wadah), dimungkinkan untuk mengeluarkan udara dari bagian dalam wadah , memberikan penyimpanan bebas debu dan kelembapan . Dengan cara ini, kondisi filamen yang benar dapat dijamin, meskipun beberapa bulan telah berlalu sejak koil dikeluarkan dari segel pabrik aslinya. Semakin tua, harus diperhitungkan bahwa kelembaban relatif area tempat penyimpanan bahan berpengaruh dalam jumlah besar , ini harus seminimal mungkin tanpa membahayakan kesehatan pengguna (Nilai yang baik akan lebih dari 40 % ).

Masa pakai filamen

Masa pakai filamen berkualitas sejak pembuatannya adalah 2-3 tahun , selama masih dalam segel dan vakum aslinya. Setelah tas asli dibuka, waktu yang dibutuhkan untuk menghilangkan sifat mekanik dan warnanya tergantung pada jenis bahan dan tempat penyimpanan. Sebuah PLA atau ABS yang disimpan dengan cara yang disebutkan di atas dapat mempertahankan propertinya selama lebih dari 1 tahun, tetapi jika tidak, maka akan menolak sepersepuluh waktu . Pada bahan yang lebih halus, seperti nilon dan PVA, kehilangan total nyawa Anda bisa beberapa hari .

Oleh karena itu, ini merupakan bukti bahwa mempertahankan filamen dengan nilai kelembapan rendah (10-13%) adalah faktor utama yang harus diperhatikan setiap saat, untuk menghindari masalah sebelum, selama dan setelah pencetakan 3D.

Untuk mendapatkan keandalan maksimum pada saat pencetakan, sangat penting untuk memiliki jumlah maksimum variabel terkontrol yang memungkinkan, dan kelembapan adalah salah satunya untuk memastikan ketahanan maksimum dalam proses pencetakan.