湿気:3D プリント用フィラメントの大敵

湿度とは、体に浸透する水または大気中に存在する蒸気のことです .すべての生物にとって、水は生き残るために最も必要なものであり、食物よりも重要ですが、生物以外の要素にとっては、多くの物質の酸化と劣化を引き起こすため、湿気は通常問題の原因となります。 . 3D プリントの場合、より具体的にはフィラメントに過剰な湿度が集中すると、多くの問題が発生する可能性がありますが、すべて同じ結果、3D プリント になります。 失敗しました。

水を引き付ける効果は、次の問題を引き起こす可能性があります:脆弱性の増加、直径の増加 (ボーデン型押し出しシステムを備えたプリンターで発生する可能性のある問題)、フィラメントの劣化、フィラメントの破損など。また、フィラメントが水を吸収したものは、押し出しの温度が高くなります。印刷しない場合は、フィラメントをプリンターに配置しないように注意してください。水を吸収すると太くなり、直径が大きくなるため、エクストルーダーに詰まってしまうことがあります。

次のマップは、年間平均相対湿度 (空気に含まれる実際の水蒸気量と、同じ温度で飽和するために必要な水蒸気量との割合) を示しています。 1 年の 12 か月。相対湿度は、ヨーロッパの地理のどの部分にいるかによって大きく異なり、大陸の北部でより顕著です.

画像 1:ヨーロッパの相対湿度の地図。出典：NeoGAF

フィラメント内の水分の主な影響

• フィラメントの劣化: 吸湿性フィラメントは、水分子がポリマー分子に結合して強い分子間結合を形成するため、水を大幅に吸収する傾向があります。これらのリンクは、内部のマイクロブレークを引き起こす可能性があります フィラメント構造自体を弱めます。
• エクストルーダー / ホットエンド ジャム: HotEnd で加熱されると、フィラメントに凝縮された水の湿気が蒸発し、フィラメントの内部に隙間が生じ、フィラメントが詰まるペーストになります。 バレル（ヒートブレイク）またはノズル。この問題は、湿度が高い (> 20 %) ナイロン フィラメントを使用する場合によく見られます。
• 低品質の 3D プリント (耐性と仕上げ): 前述の組み合わせにより、機械的にも表面的にも多くの問題を伴う 3D プリントが生成されます。 レイヤー間のギャップ (常に肉眼で見えるとは限りません) は、水の蒸発によって引き起こされる重要なポイントであり、低い値の力を加えると簡単にクラックが発生します。湿気の集中が著しい場合、上記の穴により表面がざらざらして白っぽい仕上がりになります。

画像 2:湿度によって生じる問題。出典:PrintDry

3D プリントの世界が進化した理由として、高い耐湿性を備えたフィラメントがあります 、PETG や CPE HG100 など、問題なく長時間水にさらすことができるコポリエステル。他のフィラメントの中には、PLA や ABS などの中程度の耐性を持つものや、特にナイロンや PVA など、湿気を吸収しやすいものもあり、1 日以内に高い値に達します。

ドライヤー
PrintDry 真空
コンテナ 湿度
モニター CPE HG100
フィラメント

3D プリンターの特定のユーザーは、従来の方法で水分を除去します。 家庭用オーブンで材料を乾燥させ、完全にきつく密閉されていない密閉箱にフィラメントを保管するなど、フィラメントから取り出して保管します。これらの対策 、危険であることは別として 家庭用炉の場合、特に技術的で高度な材料では、完全には効果的ではありません。ここでは、一連の水分を除去するための専門的な推奨事項を引用します 吸収を防ぐためのフィラメントの保管方法:

フィラメントドライヤー

材料に含まれる水分を除去する最も効果的な方法は、 などのフィラメント ドライヤーを使用することです。 PrintDry フィラメント ドライヤーは、乾燥温度（35～70 ºC）と内部の自然な空気の流れにより、水とポリマー間の分子間結合を切断できる装置で、フィラメントの表面から水分を空気中に引きずり込みます。それはそれを取り囲んでいます。 フィラメントの水分の理想値は 10 ～ 13 % です .

ストレージ

新しいコイルの使用開始時とフィラメントの乾燥後の両方で、適切な保管 湿度の最低パーセンテージを維持するために不可欠です。従来の素材（PLAまたはABS）および短い保管期間 (<2 か月) グリップ タイプのクロージャー付きのバッグで十分 . 保管期間が長い場合、または技術的で高度な素材を使用している場合 この措置は十分ではありません。理想的な解決策は、PrintDry 密閉型フィラメント コンテナを使用することです 真空シール付き。これらは高強度のプラスチック容器であり、各ユーザーはフィラメントが湿気を帯びるかどうかを心配することなく安全に保管できます。これらの容器の可能性は蓋にあります。これは真空バルブであるためです。 が収容されており、手動ポンプ (コンテナに付属) の助けを借りて、コンテナの内部から空気を抜くことができます。 、ほこりや湿気のない保管を提供します .このようにして、コイルが元の工場シールから取り出されてから数か月が経過しても、フィラメントの正しい状態が保証されます。古いほど、材料が保管されている場所の相対湿度が大きく影響することを考慮する必要があります 、これはユーザーの健康を害することなく可能な限り最小限にする必要があります (適切な値は 40 % 以上です ).

フィラメントの寿命

高品質のフィラメントの製造以来の寿命は 2 ～ 3 年です 、元のシールと真空状態にある限り。元のバッグが開封されると、その機械的および色の特性が失われるまでにかかる時間は、素材の種類と保管場所によって異なります。上記の方法で保存された PLA または ABS は、その特性を 1 年以上保持できますが、そうでない場合は、10 分の 1 の確率で抵抗します。 .ナイロンや PVA などのよりデリケートな素材では、数日で命が完全に失われる可能性があります .

したがって、低湿度値 (10-13 %) でフィラメントを維持することの証拠です。 問題を回避するために、常に考慮すべき重要な要素です。 3D プリントの前、中、後。

印刷時に最大の信頼性を得るには、可能な限り多くの制御変数を持つことが不可欠です。湿度は、印刷プロセスで最大の堅牢性を確保するための変数の 1 つです。