Сушка филамента: зачем она нужна и как её организовать

3D печать · 01 сентября 2024

Почему пластик для 3D-печати набирает влагу из воздуха, по каким признакам это заметно, чем сушить катушки и как их хранить.

Как влага попадает в пруток

Пластик кажется материалом, которому вода безразлична, однако филамент поглощает её прямо из воздуха. Нормальная относительная влажность в жилом помещении составляет 30–60% и меняется в зависимости от сезона, погоды, отопления и других условий. При влажности 50%, температуре 25 градусов и давлении 760 мм рт. ст. кубометр воздуха содержит около 10 граммов воды. Это 1% от массы стандартной килограммовой катушки, то есть одного кубометра комнатного воздуха уже достаточно, чтобы испортить её целиком. В комнате таких кубометров 40–50.

Отсюда следует простое правило: пруток, который не лежит в герметичном пакете (а лучше в двух) с силикагелем, со временем впитает столько воды, сколько способен.

Признаки сырого пластика

Наглядный пример — две вазы из одной катушки нейлона, напечатанные с разницей в несколько часов: до сушки изделие мутное, после неё почти прозрачное. Катушка перед этим пролежала в шкафу без герметичной упаковки около двух недель.

Влага ухудшает печать сразу по нескольким направлениям:

• вспенивание: в сопле, нагретом до 200–250 градусов, вода мгновенно превращается в пар и разрывает расплав, материал становится рыхлым, пористым и непрочным; это сопровождается треском, шипением, а иногда и заметным паром;
• искажение и коробление стенок, потеря геометрической точности;
• усиленное образование «волос»: влажный пластик более текуч, и корректировка ретракта помогает не всегда;
• слабое сцепление слоёв, из-за чего деталь легче разрушается, особенно в поперечном направлении;
• матовая поверхность и более блёклый цвет, причём неравномерные, поскольку влага распределена по длине прутка неодинаково.

Какие материалы сушить обязательно

Нейлон требует сушки перед каждой печатью, даже если хранился в пакете: воду из воздуха он набирает за считанные часы, и печать может стать не просто некачественной, а невозможной. Состояние нейлона видно на глаз: сухой слегка прозрачен, влажный плотно мутный, почти белый.

PETG ведёт себя иначе. Катушка может месяцами висеть на открытом принтере без последствий, если влажность в помещении не выше примерно 60%, на пруток не попадают брызги, а сам материал качественный, без избытка красителей и гигроскопичных добавок. Но и в этом случае со временем могут появиться «сопли» и пузыри.

Заметив такие симптомы, катушку стоит просушить. То же относится к новой катушке из заводской упаковки с силикагелем: гарантии, что она сухая, нет, поскольку упаковка бывает неидеальной, а условия хранения неизвестны.

Пересушивание для большинства пластиков бесполезно, но не опасно. Исключение — PLA: от избыточной сушки, как и от долгого хранения в слишком сухом помещении, он становится очень ломким, пруток может рассыпаться на короткие куски. Простая проверка — согнуть пруток руками: если он с хрустом ломается от малейшего изгиба, материал пересушен. Пока дело не дошло до разрушения, свойства можно попытаться вернуть, оставив катушку на ночь в пакете с мокрой салфеткой.

Чем сушить

Самый простой и правильный способ — поток горячего воздуха. При нагреве относительная влажность воздуха резко падает, и он активно забирает воду из окружающих предметов; вентиляция обеспечивает приток свежего сухого воздуха. Температура и время зависят от типа пластика, его количества и степени увлажнения.

• Духовка. Есть в каждом доме, но пользоваться ею неудобно и опасно: легко превысить температуру и расплавить катушку или вызвать пожар. Лучше от неё отказаться.
• Батарея отопления. Сезонный, неравномерный и непредсказуемый способ, годится лишь как временная срочная мера.
• Дегидратор для овощей и фруктов. Доступное и безопасное устройство с вентилятором и регулировкой температуры, иногда с таймером. Нужно подобрать камеру под размер катушки или доработать крышку. Нагрев редко превышает 70 °C, но этого хватает для 95% пластиков; нейлон сохнет примерно за 4 часа.
• Самодельная камера. Герметичный контейнер, аквариум или коробка с обогревателем и обдувом, при желании с термометром, гигрометром или термостатом. Не проще и не дешевле дегидратора, зато делается под конкретные размеры и задачи.
• Фабричная сушилка филамента. Наиболее удачный вариант для дома: безопасна, имеет нужные настройки и пресеты под основные пластики, обычно позволяет печатать прямо из камеры.
• Промышленные сушилки и сушильные шкафы. Используются на крупных фермах, с профессиональными принтерами и у производителей пластика; в быту не нужны.

Хранение катушек

Никакое хранение не сохранит исходное состояние пластика навсегда; его задача — ограничить доступ влаги и сократить время последующей сушки либо избавить от неё.

• Вакуумные пакеты и контейнеры — лучший вариант для срока от месяца и дольше: воздуха внутри минимум, а нарушение герметичности сразу заметно.
• Обычные контейнеры и пакеты проще, но подходят для хранения от нескольких дней до пары месяцев.
• Шкафы с автоматически поддерживаемым микроклиматом оправданы для особо ценных инженерных материалов вроде PEEK и встречаются редко.
• Открытое хранение, в том числе в закрытых шкафах и тумбочках или на кронштейне принтера, не рекомендуется: так пластик можно держать от нескольких часов до нескольких дней, и то не любой. К тому же он собирает пыль.

Что в итоге

Сухим пластиком печатать легче: детали выходят ровными, прочными, с верными размерами. Если принтер или материал без видимой причины ведут себя нестабильно, стоит просушить катушку два-три часа и повторить печать.

← Все статьи