Сушка пластика для 3D принтера. Важные моменты

Содержание

• Зачем сушить пластик?
• Откуда в пластике вода?
• Всегда и всякий ли пластик надо сушить?
• Как сушить?
• Как хранить?
• Вывод.
• FAQ.

Зачем сушить пластик?

Многие недоумевают, зачем сушить то, что не может намокнуть? Все с самого детства видели пластиковые стаканы, вилки, ложки, тарелки, бутылки и прочие предметы, которые предназначены для безболезненного контакта с водой. Представить себе можно лишь капли воды снаружи, может быть, про них разговор? А часто ли вы видите запотевшие катушки с филаментом? Может быть, вы регулярно роняете их в ведро с водой или кастрюлю с супом? Или всерьез хотите сказать, что вода проникает в структуру пластмассы? Давайте разбираться.

Небольшой пример из реальной жизни. На первый взгляд кажется, что ваза слева и ваза справа сделаны из разного материала. Левая мутная, правая почти прозрачная, мало что общего, кроме бесцветности.

Разумеется, это один и тот же пластик, а конкретно Nylon, причем из одной катушки, только с разницей в несколько часов. Слева до сушки, справа после. Выясняется, что пластик воду все-таки впитывает. Вода при этом влияет на качество печати не в лучшую сторону. Катушка хранилась в шкафу не в герметичном пакете пару недель, за это время нейлон напился воды досыта прямо из воздуха. Нейлон вообще чемпион по жажде, ему для этого (при благоприятных обстоятельствах) достаточно и нескольких часов.

Запчасти для 3D принтера
В нашем магазине 3DIY https://3d-diy.ru/catalog/spare-parts-3d-printer/ вы найдете пластик, 3D принтеры, сушилки для пластика. Доставляем во все регионы России.

Остальные пластики тоже способны поглощать воду в различных количествах, причем эта способность может отличаться даже у одного типа материала и даже у разных партий от одного производителя. Зависит от сырья, технологии изготовления, красителя и прочих добавок.

В среднем, в некоторых источниках приводятся такие цифры для “чистых” материалов:

Следует учитывать, что состав присадок может серьезно смещать эти цифры как в плюс, так и в минус.

• Вспенивание. Частицы воды, попадая в сопло, нагретое до 200-250 градусов Цельсия, моментально превращаются в пар, создавая многочисленные микровзрывы, разрывающие пластик. Структура материала становится рыхлой, пористой и абсолютно не прочной. Именно это произошло с первой вазой из примера. Симптомы описанного явления: треск, шипение, в особо тяжелых случаях, видимый водяной пар разной интенсивности, в зависимости от степени насыщения материала водой.
• Искажения и коробления стенок. О геометрической точности печати говорить не приходится.
• Повышенная “волосатость”. Влага делает материал более текучим, что потребует корректировки ретракта, да и то не факт, что сильно поможет.
• Межслойная спекаемость. В силу рыхлости и непредсказуемости поверхностной текстуры, взаимная адгезия слоев значительно снижается, что приводит к ослаблению изделия и его разрушению, особенно в поперечном направлении.
• Изменение внешнего вида. Благодаря рыхлой поверхности модель получает матовую поверхность с более блеклым цветом. Это может считаться преимуществом и использоваться для достижения исключительно декоративных целей. Однако следует учитывать, что влага не всегда распределяется по всей длине прутка равномерно и монотонный рисунок структуры может не случиться.

Как видим, влажность крайне негативно влияет на свойства пластика при печати, а потому предварительная сушка является очень важным элементом в цепи подготовки к печати.

Откуда в пластике вода?

Казалось бы, воздух в обычной квартире не такой уж сырой, нет ни тумана, ни росы на столе, ни плесени на стенах. Сколько в нем содержится воды и хватает ли этого для заметного отсыревания материала?

Обратимся к физике за 8 класс средней школы. В главе “Абсолютная и относительная влажность” дается определение, что абсолютной влажностью является количество растворенной в кубометре воздуха воды в граммах. Относительная влажность - это процент наполнения от насыщенного пара, возможного при данных условиях. То есть цифра относительной влажности в 100% сообщает нам о том, что достигнут предел насыщения и больше воды в воздух не поместится. Нормальная относительная влажность для жилых помещений находится в диапазоне 30%-60%, и зависит от времени года и суток, погоды, отопления, атмосферного давления и других параметров как внутри, так и снаружи здания. Возьмем среднее значение 40% за пример.

Если не углубляться в расчеты, а сразу перейти к готовым результатам, то при относительной влажности 50%, температуре воздуха 25 градусов и атмосферном давлении 760 мм рт. ст. в кубометре воздуха содержится порядка 10 граммов воды. Чуть меньше столовой ложки, вроде бы немного? Но это 1% от стандартной килограммовой катушки филамента. То есть одного кубометра воздуха в обычной квартире достаточно, чтобы уверенно испортить одну полную катушку с материалом. А таких кубометров в каждой комнате по 40-50, вот и считайте, что в небольшой двухкомнатной квартире вокруг вас плавает как минимум литр-полтора воды. Вредной для пластика, но очень нужной и важной для нашего здоровья.

Вывод: если пластик не запечатан надежно в герметичный пакет (а лучше два), да еще и с силикагелем внутри, рано или поздно он вберет в себя столько влаги, сколько сможет.

Всякий ли пластик надо сушить?

Согласно таблице гигроскопичности, приведенной выше, некоторые виды пластика имеют нулевую впитываемость. Значит ли это, что они не могут намокнуть, и, как следствие, не нуждаются в сушке в принципе?

И да, и нет. Наблюдения показывают, что катушка PETG, например, может висеть на открытом принтере месяцами и печать с нее будет вполне качественной, но при соблюдении нескольких условий:

• если в помещении влажность в пределах нормы, то есть процентов до 60,
• если на пластик не попадают брызги воды,
• если PETG качественный и не содержит избыточное количество красителей и прочих гигроскопичных добавок.

Но даже при таком замечательном соотношении со временем возможны появления характерных для влажности артефактов. В первую очередь “соплей”, пузырей и их сочетаний.

Завидев (и заслышав) симптомы повышенной влажности при печати, необходимо не полениться и просушить катушку, заодно лишний раз убедившись в полезности данного мероприятия.

Пластик-верблюд (такой как Nylon) перед печатью следует сушить обязательно, даже если он хранился в непромокаемом, как вам казалось, пакете. Как уже отмечалось ранее, этот материал способен насосать воды из воздуха за считанные часы, что может не только ухудшить качество печати, но и сделать ее невозможной.

Определить излишне влажный нейлон можно даже на глаз, сухой он слегка прозрачный, влажный - плотно мутный, почти белый.

Второй вопрос: не вредно ли пересушивать? Для большинства видов пластика это не критично, хоть и бесполезно. А вот, например, PLA плохо переживает излишнюю просушку и становится исключительно ломким, пруток может просто весь осыпаться , разбившись на короткие фрагменты.

То же самое произойдет с ним при длительном хранении в излишне сухом помещении.

Если до распада дело не дошло, попробовать восстановить свойства PLA еще можно, положив его в пакет с мокрой салфеткой на ночь. Простым тестом на “пересушку” может стать попытка сломать пруток руками, если он с хрустом разлетается от малейшего изгиба, значит пора его “мочить”, пока не поздно.

Как сушить?

Проще и правильнее всего при помощи проточного горячего воздуха. Газ при нагревании резко теряет относительную влажность и становится способным впитывать больше влаги, что он с удовольствием и делает из всего, что его окружает. То есть нам нужно всего лишь обеспечить прогрев воздуха, желательно с вентиляцией для постоянного притока нового сухого адсорбента.

При какой температуре сушить и сколько времени? Ответ индивидуальный, зависит от вида пластика, его количества, уровня влажности и прочих параметров, включая возможности вашей сушилки. Ориентироваться можно на таблицу, которую мы любезно размещаем ниже. Расчет на стандартную полную катушку весом 1 кг.

Дегидратация производится при помощи имеющихся под рукой устройств и приспособлений, самодельных или производящихся промышленно сушилок. Сам процесс протекает самостоятельно, не особо нуждаясь в контроле и требуя от вас только терпения.

Духовка. Есть в каждом доме и это ее единственный плюс.

Пользоваться неудобно и опасно, можно запросто превысить температуру и вместо просушенного пластика получить его слиток или вовсе устроить пожар. Использовать с осторожностью, но лучше отказаться вовсе.

Сушка на батарее. Вообще не рассматриваем такой вариант как серьезный. Мало того, что способ сезонный, так еще и ненадежный, неравномерный и непредсказуемый. Может быть временным для срочного решения проблемы, но для постоянной работы не годится совсем.

Дегидратор, более известный как сушилка овощей и фруктов. Недорогое, доступное, удобное и безопасное устройство. Единственное, что потребуется, это либо подобрать камеру размером под катушку, либо доработать подходящей крышкой.

Все дегидраторы оборудованы вентилятором, регулировкой температуры, а иногда и таймером, что добавляет им эффективности и универсальности. Нагрев редко превышает 70℃, но этого вполне хватает для 95% пластиков, включая упомянутый нейлон. Может, сушить его придется на часок подольше, но результат будет приемлемым.

Лазерные станки, цилиндрические направляющие, системы подачи смазки..
Все, что вам нужно из ЧПУ комплектующих можно купить в нашем онлайн магазине https://3d-diy.ru/catalog/cnc-components/ с оплатой онлайн и доставкой от 1 дня.

Некоторые умельцы дорабатывают дегидраторы вращающейся опорой и клапаном для вывода филамента. Такая конструкция позволяет кормить принтер прутком прямо из сушилки, что особенно ценно для долгой печати быстромокнущими пластиками в сырых помещениях. Более того, теплый пластик - мягкий пластик. В некоторых случаях это дает преимущество.

Самодельная сушильная камера. За основу берется, как правило, герметичный контейнер, аквариум, любая подходящая коробка, в которую помещается обогреватель с обдувом и прочими опциями, например, системой контроля (термометр с гигрометром) или активного контроля (термостат). Комбинации могут быть различные и ограничиваться только желанием и возможностями мастера. Используется как для разовой сушки, так и для поддержания заданной влажности в процессе печати.

Вряд ли этот способ проще и дешевле дегидратора, зато можно изготовить его точно под свои нужды, размеры и пожелания, плюс получить удовольствие от творческого процесса.

Фабричные сушилки филамента. В продаже имеется великое множество разновидностей на любой вкус и стоимость. Пожалуй, лучший вариант для домашнего использования. Удобны, безопасны, имеют все необходимые настройки, включая пресеты для основных видов пластиков. Как правило, позволяют печатать прямо из камеры. Имеют приятный дизайн. Разработаны специально для заявленных нужд, выпускаются серийно. По цене (в среднем) немногим выше фруктовых дегидраторов.

Промышленные сушилки. Применяются на крупных печатных фермах, для профессиональных принтеров или для специальных инженерных пластиков. Выделяются внушительными габаритами и ценой. Имеют множество гибких настроек и характеристик, недоступных бытовым сушилкам. Иногда входят в состав серьезных принтеров как отдельная камера. В быту такая штука вряд ли потребуется, но упомянуть о ней стоит.

Сушильные шкафы. Используются производителями пластика и очень крупными фермами. Позволяют сушить сразу много катушек любого размера. DIY-мастерам точно не интересны, если только у них нет собственной фабрики для переработки пластиковых бутылок в филамент, производительностью от килограмма в час и более.

Как хранить?

Сообщаем сразу, никакое даже самое правильное хранение не гарантирует вечного удержания изначального состояния вашего пластика. Оно призвано максимально ограничить проникновение влаги, тем самым сокращая время последующей сушки или позволит вовсе избежать ее, если влажность осталась в допустимых пределах.

Лучше всего справляются с задачей вакуумные пакеты и контейнеры. Чем меньше воздуха, тем меньше в нем воды. А еще наглядно видно, насколько цела упаковка, нет ли течи. Рекомендуется для долгого хранения, от месяца и более.

Хранение в обычных контейнерах и пакетах не так долговременно, но значительно проще. Рекомендуется для небольших периодов, от нескольких дней до пары месяцев.

Богатые перфекционисты могут позволить себе специальные шкафы, в которых автоматически поддерживается оптимальный микроклимат. Но это имеет смысл для особо ценных пород инженерного материала, например PEEK и подобных. В быту встречаются исчезающе редко, да и на производстве не часто.

Хранить пластик на открытом воздухе (даже в закрытых шкафах и тумбочках) не рекомендуем вовсе. Свободное висение на кронштейне принтера тоже не лучшее решение, он там еще и пыль соберет. Так варварски, но безнаказанно содержать пластик можно от нескольких часов до нескольких дней, да и то не всякий.

Вывод

Сухой - в разумных пределах - пластик всегда лучше влажного. Им легче печатать, детали получаются ровными, правильного размера и текстуры, прочными, без дефектов. Если вы заметили необъяснимую “капризность” принтера или пластика в процессе печати, не спешите переживать, психовать и делать нелестные выводы о производителе. Попробуйте просушить катушку пару-тройку часов и попробовать снова. Возможно, вы удивитесь, насколько станет легче жить.

Стоит иметь под рукой сушилку, лучше всего фабричного изготовления. Она не так дорого стоит и быстро окупится на материале, а также ваших нервах и времени.

Неопытному печатнику на заметку: если вы только что извлекли новую катушку (или бухту) из фабричной герметичной упаковки, даже с пакетиком силикагеля внутри, не будьте уверены на 100%, что он точно сухой. За время хранения могло случиться что угодно и упаковка не всегда идеальна, да и никто не поручится, что производитель не сэкономил на сушильных шкафах и просто запаял пластик в пакет сразу после изготовления. Лучше проверьте или просушите самостоятельно.

FAQ