3Dプリンターフィラメントが悪くなることはありますか？原因とその解決策！

多くの場合、3Dプリンターは十分に調整されており、高品質基準で非常に見栄えの良いオブジェクトを印刷する準備ができていると比較的確信できます。突然、しばらく使用されていないフィラメントのスプールで新しいオブジェクトを印刷することにしました。驚いたことに、結果は通常の期待をはるかに下回っています。

それで、フィラメントのスプールが悪くなり、その特性を失う可能性がありますか？この問題の最も可能性の高い原因は何ですか？

フィラメントをシリカゲルの入った密閉容器に保管しないと、水分を吸収して脆くなります。また、紫外線にさらされるとフィラメントがもろくなり、壊れやすくなります。また、スプールが壊れやすくなります。スプールを保管する前に、スプールの穴に適切に固定されていないと絡まります。

要約すると、スプールを使用できなくする原因、その結果、およびその解決策の表を次に示します。

原因	最悪のフィラメント	最高のフィラメント	結果	解決策
UV光への暴露	– PLA – ABS	– PETG – ASA	フィラメントはもろくなり、壊れやすくなります	解決策なし
湿気への暴露	– PLA – ABS – PETG	– HIPS – ASA	–ビルドプレートへの接着力が弱い –ノズル内の気泡 –不均一な結果 –押し出しの開始と終了が遅れる –ノズルが押し出しを停止します	–オーブンで40°Cで3時間乾燥させます –ブロワードライヤーを使用する –空気清浄機を使用する
スプールのもつれ	–すべてに影響します	–すべてに影響します	–ノズルがフィラメントの押し出しを停止します	–使用後は、必ずフィラメントの先端をスプール穴に固定してください。
スプールホルダーの摩擦	–すべてに影響します	–すべてに影響します	–ノズルがフィラメントの押し出しを停止します	–摩擦が発生しにくいオブジェクトにスプールを配置します。

フィラメントは一般的にどのくらい持続しますか？

フィラメントが乾燥した比較的涼しい場所に保管され、湿気を防ぐためにパッケージに保管されている場合、フィラメントは少なくとも2年間その特性を維持することが期待できます。これは、PLA、ABS、PETGなどの最も一般的な熱可塑性プラスチックにも当てはまります。この規則の例外はナイロンです。ナイロンは通常、12か月の貯蔵寿命の後に機能を停止します。

フィラメントの印刷品質は2年以上維持できますが、確認するには使用する必要がありますが、通常、2年以上棚に置いたフィラメントスプールの購入は避けてください。

とにかく、関係する変数が多すぎるため、フィラメントの特定のスプールがどれだけ長く続くかを明確に知ることはほとんど不可能です。

フィラメントの寿命は、フィラメントの局所的な大気条件、日光への露出、温度、湿度など、多くの要因、および熱可塑性プラスチックの初期品質とタイプによって異なります。

PLA

通常、PLAフィラメントの貯蔵寿命は約2〜3年です。つまり、購入して、元のパッケージに入れて涼しく乾燥した暗い場所に保管し（湿気を防ぐため）、ほぼ3年後も印刷できるということです。 2年後、印刷品質が低下し始める可能性があることに注意してください。

PLAフィラメントは、もろくなり摩耗の兆候が現れるまでに長時間続く可能性がありますが、PLAは熱や紫外線にさらされるのが嫌いなので、高温のガレージや太陽の下で保管されたPLAスプールは避けてください。 。

一方、室温で屋内に保管されたPLAは、品質を低下させることなく数年間持続する可能性があります。

ABS

ABSフィラメントの貯蔵寿命はPLAと同様です。つまり、湿気にさらされない場合、パッケージから取り出してから最大2年持続する可能性があります。

ABSは、PLAよりも強力で耐久性のある素材です。ガラス転移温度が高いため（PLAの60°Cと比較して105°C）、熱に耐えることができます。

他の熱可塑性プラスチックよりも吸水しにくいですが、安全を確保し、ABSスプールを友好的な環境に保つことをお勧めします。これは、直射日光などではなく、複数のシリカゲルバッグを使用してパッケージ内に保管することを意味します。

ナイロン

ナイロンの水との親和性には問題があり、スポンジのように水を吸収するため、ナイロンが膨潤してプリンターのノズルを拘束し、出力に一貫性がなくなる可能性があります。

わずか数日で1％から3％の水分を吸収でき、この高い含水率により、印刷時に素材が破損します。

技術的には、ナイロンは吸湿性の特性を持つ熱可塑性プラスチックです。湿気を吸収するのが大好きだというのは、空想的な言い方です。

このため、ナイロンを放置すると、数日で寿命が大幅に短くなります。また、屋外での使用を目的とした製品の印刷にも適していません。ほとんどのナイロンブランドの最大保管寿命は12か月です。

ただし、すべてのフィラメントは多かれ少なかれ吸湿性であり、湿気を吸収することに注意してください。しかし、彼らはそれの特定の割合しか吸収できず、それだけです。湿気はあらゆる種類の問題を引き起こす可能性があるため、これは明らかにフィラメントを使用した印刷には理想的ではありませんが、印刷がわずかに膨らむことを気にしない場合は、印刷されたモデルを屋外に置いておくことができます。もう吸収しません。

PETG

PETGはコポリエステルであり、PETとグリコールの2つの主成分があります。 PLAよりも強力で耐久性があり、柔軟性も少しあります。 PETGフィラメントはガラス転移温度が高いため、低熱にさらされた場合（たとえば、自動車内）、PLAほど簡単には変形しません。

PETGフィラメントは、湿気を避けて密閉容器に保管してください。保管温度も重要です。 PETGフィラメントは、涼しい場所に保管すると長持ちしますが、熱にさらされると、特に同時に湿気にさらされると、もろくなり、ひびが入ります。

ほとんどのPETGフィラメントは、もろくなり、ひびが入る前に2年以上保管できます。できるだけ長く品質を維持するために、涼しい場所に保管し、湿気や直射日光を避けてください。

現在、PETGが以前のフィラメントと異なる点は、UV耐性があることです。これにより、屋外での使用に全体的に優れたフィラメントになります。

フィラメントが劣化したかどうか、およびその原因を特定するにはどうすればよいですか？

悪いニュースは、フィラメントスプールが故障したかどうかを判断する明確な方法がないことです。幸いなことに、3Dプリンターは古いフィラメントを使用しても損傷しないため、いつでもテストクイックテストオブジェクトを印刷して、スプールの全体的な品質を確認できます。

不良フィラメントを特定するには、次の3つのテストをお勧めします。

• ストレッチテスト ：PLAは分解する前にもう少し柔軟になる可能性があるため、完全に信頼できる方法ではありません。この方法では、自分の観察力に少し信頼を置く必要もあります。決定的な証拠が得られないため、これは時間の無駄だと思います。
• ストレステスト ：劣化の兆候がないかPLAフィラメントを調べるさらに信頼性の低い方法は、テストする前にしばらく垂直に吊るしたままにすることです。また、お勧めしません。
• 小さなオブジェクトを印刷する ：これは、フィラメントのスプールの現在の品質をテストするための最善の方法です。通常の設定で小さなオブジェクトを印刷し、出力が期待どおりに良好かどうかを確認します。押し出し中にポップノイズが聞こえる場合は、湿ったフィラメントを扱っていることを確認できます。

お気づきかもしれませんが、私は明らかに、最初の2つの推奨事項の大ファンではありません。測定しようとしているものそのものをすばやく簡単にテストする方法があるのに、なぜ品質のヒントを与えるテストを実行するのでしょうか。

湿気はフィラメントにどのように影響しますか？

スプールに水分がたまると、印刷品質が非常に低くなり、破損する可能性があります。フィラメントがスプールから外れて伸びてひも状になっている場合は、フィラメントが十分に乾燥していないことを示している可能性があります。

濡れたフィラメントで印刷した場合の影響は数多くあり、悪い結果が得られる主な原因の1つです。

ウェットフィラメントの考えられる結果のリストを読んでください。あなたは確かにこれを避けたいです！

フィラメントが濡れていると、次のような原因になる可能性があります。

• パーツの最上層にある穴を見つける
• 押出機の先端の気泡
• ビルドプレートへの接着不良
• 同じモデルを印刷した場合の非常に不均一な結果
• 押し出しの開始と終了が遅れ、品質が低下します
• ノズルはフィラメントの押し出しをランダムに停止します

なぜ湿気が印刷品質に大きな影響を与えるのですか？正確にはどうなりますか？

泡立ち

発泡現象がフィラメント膨張の主な理由です。それはあなたの版画に悪いです。層が弱くなり、プリントがスイスチーズのスライスのように見えるようになります。これは、吸収された水分の蒸発と過度の収縮という2つの要因によって引き起こされます。

発泡は、ポリマー分子が気体状態に分解されるプロセスです。ポリマー分子は大きく、簡単に解ける可能性があります。その結果、濡れると強度が失われ、別々のセクションに分かれることさえあります。これらの結合を破壊するために必要なエネルギーにより、フィラメントが膨張して膨張します。

加水分解

加水分解は、原子レベルで発生する別のプロセスです。ポリマーが水を吸収すると、化学結合の一部が切断されて分解します。これにより、ポリマーがモノマーに変わります。

3Dプリンターを使用する場合、水分含有量の少ないフィラメントが非常に重要です。プリントの泡は、最も美しいデザインでさえ、ごちゃごちゃした混乱に変わります。適切なフィラメント乾燥により、デザインがきれいで美しくなります。

湿気を吸収したフィラメントを固定するにはどうすればよいですか？

おそらく、フィラメント全体の湿度を徐々に均等化するための最も簡単で費用効果の高い方法は、ある種のオーブンを使用してフィラメントを乾燥させることです。

通常のキッチンオーブンは、フィラメントスプールを乾燥させる最速の方法です。熱はそこから大量の水分を蒸発させる可能性があり、余分な水分を取り除き、3Dプリント体験を再び問題なく行うのに役立ちます。

キッチンオーブンはうまく機能しますが、使用する前にフィラメントを加熱するように設計されていないことを考慮する必要があります。そのため、オーブンを溶かさないように細心の注意を払い、フィラメントのガラス転移温度よりも低く設定する必要があります。 。

フィラメントの湿ったスプールを適切に乾燥させるために、オーブンを40°C（104°F）に設定し、約3時間そのままにしておきます。時々、プロセスがどのように進行しているかをチェックします。特に、温度が高すぎてフィラメントが溶けていないことを確認します。

PLAが可鍛性になり始める温度であるガラス転移温度はわずか60°C（140°F）であることを忘れないでください 。オーブンがほんの数分間その温度に達するかそれを超える場合は、スプールが完全に破壊されていることを確認できます。

私は濡れたフィラメントを乾燥させるための頼りになる解決策としてオーブンを使用する傾向がありますが、印刷コミュニティで使用されている他の技術についても言及する必要があります：

食品乾燥機は、本質的に食品からすべての水分を吸い出すように設計されているため、うまく機能します。また、フィラメントに対してもこれを行います。

最後に、フィラメント乾燥機と呼ばれるフィラメントを乾燥させるために特別に設計された製品がいくつかあります。フィラメントドライヤーは、フィラメントを湿気のない状態に保つための素晴らしい方法です。さらに、フィラメントが溶けるリスクはありません。オーブンを使用する場合。

フィラメントを適切に保管する方法

水分がフィラメントに吸収されるのを防ぐために、ほとんどのサプライヤーはフィラメントをシリカゲルの小さなバッグと一緒に出荷しています。シリカゲルは乾燥剤、つまり環境から水分を吸収する製品です。

すべてのフィラメントをそれらのシリカパケットと一緒に気密容器またはジップロックバッグに保管する必要があります。または、小さな保管容器にシリカビーズ、米などを入れて、フィラメントをその中に入れるだけです。

フィラメントを台無しにする一般的な方法（およびそれを修正する方法）？

これまでのところ、私たちはほとんど湿度に夢中になっていますが、これが未使用のスプールを台無しにする最も可能性の高い方法です。言うまでもなく、フィラメントを台無しにする方法は他にもたくさんあるので、それぞれを見ていきましょう。

もつれたフィラメントスプール

真剣に、それは収入のかなりの部分を3Dプリントする人として私が遭遇する最も一般的な問題です。 FDMプリンターの操作は簡単です。すべてのプリンターはリールからプラスチックフィラメントを取得し、リールはスプールホルダーに接続されます。プリンターはリールからフィラメントを引き出し、ホットノズルで細い紐に溶かします。

プラスチックフィラメントは、実際には円形コイルの形でプラスチックまたは金属のスプールに巻かれています。 1KGスプールには最大100個のコイルを含めることができます。フィラメントの一方の端はスプールに接続され、もう一方の端はプリンターに供給されます。

フィラメントを保管するときは、スプールの側面にある穴にルーズエンドを挿入して、絡まないようにしてください。

プリンタが絡み合ったスプールからフィラメントを受け取った場合、おそらくプラスチックをノズルから押し続けることができず、印刷の途中で詰まり、進行状況全体が失われます。これは非常に苛立たしく、時間と費用のかかる間違いです。

ただし、もつれは非常に簡単に回避できます。あなたがしなければならないのは、フィラメントの緩い端を決して自由にさせないことです。プリンタにない場合は、手に持っているか、スプールの縁にある穴にしっかりと固定してください。

ただし、フィラメントが絡まっている場合は、手動でスプールから巻き戻しを開始してから、フィラメントを自分で巻き直し、端を穴の1つに突き刺して、しっかりと固定します。

フィラメントを子供、動物、または無責任な大人に近づけないでください！

ペット、幼児、または無責任な大人の訪問者が家にいることは、3Dプリンターの所有者にとって特別な問題を引き起こします。

フィラメントは手触りが涼しく、光沢のあるケーブルのように見え、動くと涼しげなうなり音がし、色も美味しいです。子供やペットがくすんだトイレットペーパーのロールを手にした場合に何ができるかを見たことがあるでしょう。今度は、光沢のあるクールなフィラメントのロールに何をするか想像してみてください。したがって、フィラメントを遠ざけるのが最善です。

太陽のダメージ

すでに確立しているように、ほとんどのフィラメントはUV耐性がなく、太陽にさらされると、時間の経過とともにフィラメントが損傷する可能性があります。

フィラメントがきれいに見えることもありますが、実際には、PLAまたはABS素材が柔らかく、もろく、細く、しなやかであると感じたり、見たりすることができます。そして最悪の場合、それは非常に壊れやすく、簡単に壊れたり折れたりするほどに変形した可能性があります。

太陽の損傷は主に、フィラメントが窓の近くに輸送または保管されているときに発生します。この問題を回避するのは確かに簡単です。

スプールが緩すぎるか、プリンタのスプールホルダーにしっかりと固定されている

3D印刷でよくある問題は、スプールホルダーに摩擦があり、印刷中にスプールが簡単に動かないため、層が弱くなったり、接着力が低下したり、目詰まりや紙詰まりが発生したりすることです。

これを回避するために、スプールホルダーが自由に動くことができると同時に、プリンターがスプールから引っ張るときにスプールの回転を妨げないことを確認してください。

フィラメントガイドを使用しない

フィラメントガイドは、ほとんどの場合、テフロンチューブで構成されています。フィラメントをプリンターに送るために使用すると、フィラメントが絡まるのを防ぎ、作業中の安心感を少し高めることができます。

3Dプリンターがフィラメントをまっすぐに押し出し、絡まないようにすることで、印刷の品質を向上させるのに非常に役立ちます。

結論

考えられる問題のそれぞれを経験した結果、それらのほとんどは回避可能であるだけでなく、非常に簡単に防止できると結論付けることができます。

これらの推奨事項を通常の印刷フローに実装し、フィラメントを適切に保管するために常に数秒余分にかかるようにしてください。

推奨製品のセクションを確認してください

当て推量を排除し、どのプリンター、フィラメント、またはアップグレードを取得するかを調査する時間を短縮できる推奨製品セクションを作成しました。これは非常に困難な作業であり、一般的に多くの混乱を招くことがわかっているためです。 。

初心者から中級者、さらには専門家にも適していると思われる3Dプリンターをほんの一握り選択しました。これにより、決定が容易になります。フィラメントとリストされているアップグレードはすべて、私たちによってテストされ、慎重に選択されました。 、したがって、どちらを選択しても意図したとおりに機能することがわかります。