Как сушить нить для 3D-принтера? Руководство по температуре, времени и методу

Вы снимаете с полки катушку после трех месяцев пребывания во влажном помещении, загружаете ее и начинаете длинную печать. Через двадцать минут насадка начинает трещать и потрескивать, выдавленный шарик выглядит пенистым, а готовая деталь раскалывается по линиям слоев, когда ее сжимаешь. В слайсере ничего не изменилось. Что изменилось, так это вода внутри полимера, и никакие настройки печати не могут это компенсировать.

Короткий ответ на вопрос, как сушить нить для 3D-принтера, таков: нагрейте катушку в закрытом вентилируемом помещении при температуре, выбранной для материала, выдержите ее там в течение определенного количества часов, зависящего от материала, а затем переместите ее прямо в запечатанный контейнер с относительной влажностью ниже 20 процентов. НОАК комфортен при температуре от 45 до 50 °C в течение 4–6 часов, ПЭТГ — от 60 до 65 °C, ТПУ — от 50 до 55 °C, а нейлон — от 80 до 95 °C в течение 6–12 часов. В разделах ниже объясняется, как устанавливаются эти окна, какое оборудование точно их удерживает и в чем заключается реальный риск повреждения.

Подтвердите проблему, прежде чем запекать катушку

Сушка требует времени и сопряжена с небольшим риском испортить катушку, поэтому стоит убедиться, что проблема действительно в влажности. Эти симптомы появляются примерно в таком порядке, когда катушка набирает воду.

• Из сопла хлопает, тикает или потрескивает, иногда с видимым выбросом пара.
• Тусклая, мутная или матовая поверхность, на которой тот же материал используется для глянцевой печати.
• Слои, которые разделяются под легким давлением пальцев, или стены, которые скорее крошатся, чем рвутся.
• Сильное натягивание и просачивание на ПЭТГ и ТПУ, которое не устраняется никакими настройками втягивания.
• Измеренный диаметр над этикеткой обычно составляет от 1,78 до 1,82 мм вместо 1,75 мм, поскольку впитавшаяся вода разбухает прядь.
• Нить, которая рвется, а не сгибается, что характерно для насыщенных НОАК, ПВА и нейлона.

Один симптом сам по себе мало что доказывает, но три или более вместе почти всегда означают, что катушку необходимо высушить, а не настроить слайсер.

Четыре практических метода сушки, ранжированные по контролю

Специальная сушилка дает наиболее повторяемые результаты, сушилка для пищевых продуктов дает наилучшую ценность, кровать с подогревом и ящик — самый дешевый рабочий вариант, а кухонная духовка — единственный метод, который с наибольшей вероятностью разрушит катушку. Этот рейтинг основан на контроле температуры, а не на том, насколько сухой нить в конечном итоге становится.

1. Специальная сушилка для нитей. Нагреваемая камера с вентилятором и таймером, поддерживающим температуру от 45 до 90 °C. Он достигает температуры нейлона, поддерживает движение воздуха и часто выполняет функцию сухой коробки во время печати.
2. Пищевой дегидратор. Снимите лотки, установите температуру от 40 до 70 °C и сушите одну или две катушки за раз. Воздушный поток отличный, а стоимость низкая, но верхний предел дешевых моделей находится ниже того, что нужно нейлону.
3. Кровать с подогревом и ящик. Установите температуру кровати от 45 до 70 °C, поставьте на нее катушку и накройте все картонной или пластиковой коробкой. Переворачивайте катушку каждые два часа, поскольку тепло поступает только с одной стороны.
4. Кухонная печь. Можно использовать только с отдельным термометром для духовки, поскольку в бытовых духовках температура обычно превышается на 15–25 °C. Это также самый быстрый способ расплавить втулку катушки и соединить пряди на катушке.

Осушитель не является методом сушки. Силикагель может удерживать сухую катушку сухой, но при комнатной температуре он не может вытянуть два процента поглощенной влаги обратно из нейлона. Используйте его после высыхания, а не вместо сушки.

Температура и время сушки в зависимости от материала

В таблице ниже показана середина рекомендуемого окна сушки для шести распространенных материалов. Это число, которое вы бы набрали для сушилки, а не граница безопасного диапазона.

Типичная уставка сушки в градусах Цельсия

Температура — это первая переменная, а время — вторая, и эти две переменные торгуются друг против друга. Катушка, выдержанная при температуре 45 °C в течение восьми часов, оказывается близкой к катушке, выдержанной при температуре 65 °C в течение четырех часов, но нейлон просто не может быть должным образом высушен при 45 °C, независимо от того, как долго он остается в камере. Причина в том, что поглощенная вода связана внутри полимерных цепей, и полимер должен достаточно размягчиться, чтобы вода могла двигаться. Таким образом, у каждого материала есть температура пола, ниже которой сушка прекращается, и температура потолка, при которой прядь деформируется, катушка сваривается в твердый блок или из нити мигрируют добавки. Также обратите внимание, что это температура воздуха внутри камеры, а сушилка, которая сообщает о 65 °C, а на катушке достигает только 55 °C, оставит нейлон влажным даже после полной ночи.

Почему нейлоновую нить сложнее всего сушить

Нейлон впитывает больше воды, чем любой другой распространенный материал для печати, и удерживает воду более прочно. В приведенной ниже таблице показано, сколько влаги поглощает каждый полимер при насыщении.

Поглощение влаги при насыщении в процентах от сухого веса

Разрыв между ПА6 и PETG на этой диаграмме более чем десятикратный, и этот разрыв объясняет почти все жалобы людей на высыхание нейлона. PA6 и PA66 несут амидные группы вдоль цепи, и эти группы легко связываются с молекулами воды из воздуха. Катушка PA6, хранящаяся в помещении с относительной влажностью 60 процентов, может измениться от 0,2 процента влажности до более чем 1 процента за несколько недель, что уже достаточно для образования пузырьков пара при 260 ° C. ПА610 и PA612 используют более длинные углеродные цепи с меньшим количеством амидных групп на единицу веса, поэтому они поглощают примерно от трети до половины меньше воды, чем PA6, при идентичных условиях хранения. ПБТ еще ниже, и это одна из причин, по которой он хорошо работает во влажных мастерских. Практическим следствием является то, что нейлон заслуживает герметичной сухой коробки в тот момент, когда он покидает сушилку, в то время как PLA может храниться на открытой полке в течение двух недель.

Нейлон PA6 Brush Filament Нейлон PA6, also known as polyamide 6 or nylon 6, is a thermoplastic polymer compound with a translucent or opaque milky white appearance. It has a moderate melting poi... Посмотреть продукт →

Такое поведение характерно не только для 3D-печати. При промышленном производстве нити кисти PA6 и PA66 содержание влаги измеряется и контролируется перед отправкой точно по той же причине, по которой мокрая катушка плохо печатает: вода меняет прочность, диаметр и качество поверхности.

Как выглядит кривая сушки на практике

Сушка не является линейной. Первые два часа быстро удаляют поверхностную и слабосвязанную воду, а в последние часы приходится более тяжелая работа по вытягиванию воды из сердцевины катушки.

Содержание влаги в течение восьми часов в сушилке при температуре 80 °C.

Кривая PA6 резко падает в течение первых трех часов, а затем выравнивается, и именно поэтому короткие циклы сушки кажутся успешными, но печать по-прежнему плоха. Через два часа внешние несколько миллиметров катушки высохнут, а сердечник все еще влажный, и как только печать возобновится, прядь, отрывающаяся от сердечника, унесет оставшуюся влагу в зону плавления. Влажность внутри камеры имеет такое же значение, как и температура, потому что сушилка с насыщенной атмосферой просто повторно откладывает воду на нити, которую она только что высушила. Вот почему сушилки с вентиляционным отверстием или крышкой, слегка приоткрытой в течение первого часа, превосходят полностью герметичные коробки без вытяжного канала. PA610 начинается с гораздо более низкого уровня влажности и достигает состояния печати примерно в два раза быстрее, что является реальным аргументом в пользу его выбора во влажном климате. Сокращение цикла из-за того, что поверхность пряди кажется сухой, — это самая распространенная ошибка при сушке филаментом.

Выбор материала меняет интенсивность сушки

Усилия по сушке — это не только технологическое решение, но и материальное решение. В приведенном ниже сравнении оцениваются пять свойств, которые определяют, сколько времени катушка проводит в сушилке в течение своего срока службы.

PA6, PA610 и ПБТ в сравнении пяти практических свойств

PA6 имеет самые высокие оценки по прочности и стоимости, но самые низкие по влагостойкости, что на протяжении десятилетий расстраивало пользователей нейлона. PA610 и PA612 теряют некоторую прочность на разрыв и стоят дороже за килограмм, но взамен поглощают гораздо меньше воды и сохраняют свои размеры при длительной печати. ПБТ является наиболее стабильным по размерам из трех и хорошо противостоит влаге, хотя это не самый прочный вариант в группе. Если ваш принтер стоит в гараже, подвале или прибрежной мастерской, где относительная влажность редко опускается ниже 50 процентов, эта ось скорости сушки стоит больше, чем несколько мегапаскалей прочности на разрыв. На сухом, кондиционированном стенде расчет меняется, и PA6 остается выбором значения.

Нейлон PA610 Brush Filament Нейлон PA610 is a high-performance nylon material that is widely used in many fields due to its unique physical and chemical properties. Nylon PA610 has a series of per... Посмотреть продукт →

Та же логика применима и к PA612, который продвигает углеродную цепь на шаг дальше и жертвует немного большей жесткостью ради еще меньшего поглощения воды. Для мастерской, которая печатает конструктивные детали во влажном помещении, такая замена обычно окупается за счет меньшего количества неудачных отпечатков и меньшего количества потраченных впустую катушек.

Нейлон PA612 Brush Filament Нейлон PA612, also known as polyamide 612, is an important variety of polyamide engineering plastics with unique physical and chemical properties. Nylon PA612 has chemi... Посмотреть продукт →

Наша собственная заметка о Нить щетки PA610 рассматривает, как этот баланс проявляется, когда материал используется в промышленных целях, а не в настольном принтере.

Хранение – это то, что сохраняет сухую катушку сухой

Нить, которая возвращается на открытую полку, сразу же начинает поглощать воду, и скорость зависит как от помещения, так и от материала. Запечатанная коробка со свежим пакетом осушителя и гигрометром стоит меньше, чем одна испорченная катушка нейлона.

• Целевая относительная влажность внутри контейнера ниже 20 процентов и ниже 15 процентов для нейлона и ПВА.
• Используйте перезаряжаемый силикагель и регенерируйте его, когда индикатор меняет цвет, примерно каждые четыре-шесть недель во влажном помещении.
• Во время печати храните катушку в сухом боксе, так как двадцатичасовая печать во влажном помещении может привести к повторному намоканию внешних слоев.
• Напишите дату сушки на катушке, поскольку катушка, высушенная в марте, не становится автоматически сухой в августе.

Вакуумные пакеты хорошо подходят для длительного хранения дорогостоящих технических материалов, но они настолько неудобны, что большинство людей спокойно прекращают их использовать после третьей катушки.

Ошибки, которые повреждают катушки

1. Сушка PLA при температуре выше 60 °C, при которой прядь становится достаточно мягкой, чтобы свариться в твердый блок на катушке.
2. Доверьтесь циферблату духовки, а не отдельному термометру, расположенному рядом с катушкой.
3. Нить для микроволновой печи, которая нагревается неравномерно, плавит прядь изнутри и повреждает полимер.
4. Сушка происходит гораздо дольше, чем необходимо, поскольку ПВА и ПЛА становятся хрупкими и ломаются при пересушивании в верхней части своего диапазона.
5. Сушка без вентиляции, потому что воде нужно куда-то деваться и герметичная камера ее просто перемещает.
6. Предположим, что новая катушка сухая, поскольку запечатанные пакеты выходят из строя, а катушка, которая лежала открытой в магазине до упаковки, может быть уже влажной.

Последнее предостережение касается самих измерений. Большинство бюджетных сушилок контролируют воздух рядом с нагревателем, а не воздух рядом с катушкой, и разница в 10 °C между этими двумя точками вполне нормальна.

Сушка нити для 3D-принтера — это проблема температуры и времени, а также проблема хранения, и материал решает обе проблемы. Определите температуру пола и потолка для вашего полимера, подержите катушку внутри окна достаточно долго, чтобы сердцевина высохла, и запечатайте ее, как только закончится таймер.

Та же химия полимеров присутствует в нашей повседневной работе. Ningbo Keying New Material Technology производит PA6, PA66, PA610, PA612, PBT и абразивную нить для производителей щеток, где содержание влаги и допуск по диаметру проверяются перед отправкой, а не обнаруживаются на производственной линии. Наш Ассортимент продукции с нитью для кистей охватывает марки нейлона и ПБТ, обсуждаемые в этой статье, и мы разрабатываем индивидуальные спецификации на основе чертежей или образцов клиентов, если стандартный сорт не подходит для работы.