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venerdì 5 ottobre 2018

COME ELIMINARE UMIDITA' DAI FILAMENTI IN BOBINA CONSIGLI PRATICI PER L'ESSICAZIONE FILAMENTI


COME ELIMINARE L'UMIDITA' DAI FILAMENTI IN BOBINA

FILOPRINT propone questo interessante POST su come risolvere i problemi di umidità sui filamenti per stampa 3D.

Non lasciare che l'umidità nell'aria influisca sul filamento o sulle stampe 3D. Seguendo con attenzione quanto segue può aiutarti a capire l'essenza tecnica di come sono realizzati i filamenti e quindi riuscire a trovare la strada giusta alla soluzione dei problemi di umidità molto comuni

Tutte le materie plastiche, inclusi i filamenti termoplastici per stampa 3D, sono polimeri. La scienza dei polimeri è un campo vasto e complesso, ma è abbastanza facile capire cos'è un polimero. Un polimero è un materiale costituito da più monomeri ripetitivi.

FOTO 1/B

Le basi: cos'è un polimero?

Poniamo la considerazione del comunissimo materiale in PVC, che è l'abbreviazione di Poly ( Vinyl Chloride), è un materiale costituito da più molecole di cloruro di vinile riunite in lunghe catene. Il cloruro di vinile è il monomero e ce ne sono molti, quindi "poli". Abbastanza facile, giusto?
Infatti, la maggior parte delle volte, la "P" in un'abbreviazione materiale sta per "Poly". Esempi comuni includono:
  • PET - Poli (etilene tereftalato), comunemente noto come poliestere
  • PLA - Acido polilattico (chiamato anche polilattide)
  • PP - polipropilene, o poli (propene)
  • PE - Polietilene
  • PS - polistirolo
  • PA - Poliammide, comunemente noto come nylon
Probabilmente avrai trovato anche termini come "copolimero" e / o "copoliestere" quando si consultano le tipolgie di filamenti per la stampa 3D.
Un copolimero è semplicemente un polimero composto da più di un monomero. L'ABS è probabilmente il copolimero più familiare. È composto da 3 monomeri: un crylonitrile, un B-utadiene e un S-tirene. Nello specifico, l'ABS è un terpolimero, perché è costituito da 3 monomeri, ma il "copolimero" copre tutto ciò che comprende più di 1 monomero. Altri esempi sarebbero la linea dei nylon Taulman composta appunto da copolimeri di Nylon - 618, 645, Bridge e Alloy 910.
Un copoliestere si forma quando il PET, detto anche poliestere, viene modificato. I copoliesteri hanno guadagnato popolarità come filamenti da stampa 3D recentemente: PETG, PET +, Colorfabb XT, nVent, nGen e T-Glase sono tutti copoliesteri.

IDROLISI QUESTO STRANO COMPORTAMENTO FISICO!

Ora che abbiamo una comprensione di base di cosa sia un polimero - una lunga catena di monomeri - è il momento di parlare dell'acqua e di un processo chiamato idrolisi.
Quando i monomeri sono uniti, si chiama polimerizzazione. Questa non è una strada a senso unico, però. Le catene di polimeri possono degradarsi e rompersi – o depolimerizzare - e ci sono vari modi in cui ciò accade.
Uno di questi modi è l'idrolisi.
L'idrolisi è quando una molecola d'acqua rompe una catena polimerica. Tutti i tipi di chimica complessa si verificano quando i polimeri si idrolizzano. Non entreremo in questi dettagli, ma le proprietà del materiale sono influenzate quando si verifica l'idrolisi (vengono cambiate ogni volta che la lunghezza della catena polimerica viene ridotta o aumentata) - perdita di resistenza alla trazione, cambiamento di trasparenza, ecc.
Quando si estrude il filamento che ha assorbito acqua, l'acqua nel o sul materiale vaporizza e crea bolle d'aria e vuoti nel filamento. Questo può rompere le catene polimeriche (accorciarle), indebolire il materiale e creare vuoti all'interno del filamento che indebolisce l'adesione tra strati. Inoltre può lasciare anche una finitura superficiale indesiderata.
Potresti non saperlo, ma è probabile che tu abbia già sperimentato gli effetti dell'idrolisi sulle tue parti stampate in 3D.
Di solito questo accade quando, durante la stampa soprattutto dei NYLON, dall'ugello fuoriescono vapori e si odono scoppiettii vari. Questo fenomeno se non troppo evidente può ritenersi del tutto normale quando avviene in modo saltuario. Ma se dall'ugello fuoriesce in continuazione vapore allora questo NON è bene e sicuramente il filamento ha assorbito umidità



FOTO 2/B


Come si evince dalla foto, abbiamo provveduto ad asciugare la bobina in un forno industriale con la quale abbiamo realizzato il cubo a sinistra prima di stampare. Abbiamo invece stampato il cubo a destra lasciando la bobina in un ambiente non asciutto per 2 settimane e poi stampato il pezzo.
Il nylon essiccato come si nota è abbastanza trasparente. Il nylon bagnato è quasi opaco. Il nylon essiccato ha una finitura liscia e lucida, mentre il nylon bagnato ha una finitura ruvida. Entrambi gli oggetti sono duri, ma il nylon bagnato è considerevolmente più facile da rompere ed i layer tendono a staccarsi fra loro (si può anche vedere che il nylon tende a deformarsi - indipendentemente se è bagnato o asciutto).

Abbiamo fatto la stessa prova con un filamento in PETG ed il risultato è quello che si vede in foto 3.

FOTO 3/B


Come puoi vedere, c'è una netta differenza nella finitura superficiale e nella trama. È difficile da capire dall'immagine, ma il cubo secco è lucido. Ha una finitura consistente da cima a fondo. Il cubo bagnato è invece come destrutturato, con una finitura satinata opaca. Le bolle di aria hanno lascito dei vuoti sulla superficie
Il PETG bagnato è molto più fragile rispetto a quello secco e l'adesione inter-strato è significativamente ridotta.
Fortunatamente, la maggior parte dei filamenti con cui stampiamo non sono molto sensibili all'idrolisi a temperatura ambiente senza la presenza di un acido o di una base. Diversamente , sono molto sensibili all'idrolisi se riscaldati a temperature di estrusione. Ciò significa che non dobbiamo preoccuparci una volta che una parte è stata stampata correttamente, ma abbiamo bisogno di adottare misure per prevenire l'idrolisi durante la stampa.

Poiché molti dei comuni materiali di stampa 3D sono igroscopici (assorbono prontamente l'umidità dall'aria), dobbiamo adottare misure per asciugare il filamento e tenerlo asciutto.
I filamenti di nylon, policarbonato e copoliestere sono tutti molto igroscopici e suscettibili all'idrolisi se stampati in presenza di acqua. Nylon e PC possono assorbire abbastanza acqua in 48 ore in modo significativo per rovinare le stampe.

Come facciamo a sapere se il filamento è umido e deve essere asciugato?

Il modo più semplice è estrudere un filamento e guardarlo uscire dall'ugello. Se vedi delle bolle, senti sibili scoppiettamenti o vedi il vapore che fuoriesce dal filamento, allora è decisamente bagnato e deve essere asciugato.

COME ASCIUGARE IL FILAMENTO BAGNATO DI UMIDITA' NEL MODO PIU' SEMPLICE

Sebbene i metodi che abbiamo elencato siano già testati e funzionali, il modo più semplice per asciugare il filamento di stampa 3D è con un sistema tipo PRINTDRY acquistabile su AMAZON. Ce ne sono di diversi tipi ma il migliore in assoluto e appunto quello indicato.

La sua struttura compatta consente di asciugare e conservare i filamenti in modo pratico e con un minimo dispendio di spazio di lavoro.

FOTO 4/B


Se hai nylon, policarbonato o PETG e la bobina è rimasta fuori per più di un giorno, è probabile che dovrai asciugarla. Anche PLA e ABS sono suscettibili, ma questo richiede un po' più di tempo e molta umidità per aggredire in modo forte questi due tipi di filamenti da causare problemi importanti.

Come possiamo asciugare il filamento e tenerlo asciutto?

Ci sono alcuni modi per asciugare il filamento in boina e tenerlo asciutto.
In primo luogo, è importante sfatare un mito comune. Non è possibile asciugare efficacemente il filamento conservandolo in un contenitore ermetico con disidratante. È possibile mantenere il filamento asciutto in questo modo, ma per asciugarlo correttamente e completamente dopo che è stato saturato di umidità, è necessario asciugarlo attivamente.

Il metodo più pratico per asciugare il filamento è quello di "cuocerlo" in forno. I forni a convezione (quelli con la ventilazione tangenziale) funzionano molto bene mentre fanno circolare costantemente l'aria calda intorno alla bobina. Questo è essenzialmente il modo in cui i pellet di resina grezza vengono più comunemente essiccati - l'aria calda viene fatta passare attraverso i pellet di resina grezza prima che vengano estrusi.

C'è solo una cosa importante da sapere prima di "cuocere" il filamento con la bobina in forno da cucina (o in microonde). È necessario preriscaldare il forno e lasciare che raggiunga la temperatura impostata prima di inserire il filamento. I forni funzionano allo stesso modo delle estremità calde delle stampanti 3D, con il controllo della temperatura PID, ed è frequente che i forni superino leggermente la temperatura target.

TEMPI E METODI PER COME ASCIUGARE IL FILAMENTO BAGNATO



1) Preriscaldare il forno a 70 MAX 80 GRADI CENTIGRADI
2) Mettere la bobina in forno per 4-6 ore
3) Rimuovere e posizionare in un contenitore ermetico, preferibilmente con BUSTINE disidratanti oppure anche nella scatola di cartone fornita di solito con la bobina. E' possibile anche usare il riso crudo come essiccante economico.
Filamenti con temperature di transizione vetrosa bassa (Tg) come il PLA, utilizzare temperature più basse per asciugare in forno NON SUPERARE I 50 GRADI CENTIGRADI. Temperature più basse richiedono anche più tempo per asciugare completamente, quindi lasciate la bobina di PLA per massimo 6 orenel forno.
Questo è tutto ciò che è necessario fare per asciugare il filamento e garantire prestazioni ottimali del materiale e finitura superficiale.
Quindi, se hai delle bobine che sono rimaste esposte in ambienti fortemente umidi per un po' di tempo e non stampano bene come prima, tentare queste manovre sopra descritte e riprovare a stampare.

FILOPRINT si manleva da ogni responsabilità di un uso improprio o maldestri sistemi di essicamento che potrebbero danneggiare seriamente il filamento rendendolo assolutamente inservibile.




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