Vence a la humedad antes de que mate tu filamento de impresión 3D

Hola, me llamo Luis, un enamorado de la impresión 3d y aquí os escribo una entrada que espero que os sea de utilidad 🙂.

Todos los plásticos, incluidos los filamentos termoplásticos de impresión 3D, son polímeros. La ciencia de los polímeros es un campo vasto y complejo, pero es bastante fácil entender qué es un polímero. Un polímero es un material formado por múltiples repeticiones monómeros. Probablemente suene como otro idioma, así que pongámoslo en términos de un material con el que probablemente esté familiarizado: PVC.


Lo básico: ¿Qué es un polímero?

PVC, que es la abreviatura de Poly (Vinyl Chloride), es un material formado por múltiples moléculas de cloruro de vinilo unidas en largas cadenas. El cloruro de vinilo es el monómero, y hay muchos de ellos, por lo tanto, ‘poli’. Bastante fácil, ¿verdad?

La mayoría de las veces, la «P» en una abreviatura material significa «Poli». Los ejemplos comunes incluyen:

  • PET – Polyethylene terephthalate,, comúnmente conocido como poliéster
  • PLA – Polylactic acid (también llamado escuela politécnicalactida)
  • PP – Polipropileno
  • PE – Polietileno
  • PS – Poliestileno
  • PA- Poliamida, comúnmente conocida como nailon

PLA, PET y nailon: estos son solo algunos de los muchos materiales poliméricos con los que los fabricantes pueden imprimir sus piezas en 3D.

PLA, PET y nailon: estos son solo algunos de los muchos materiales poliméricos con los que los fabricantes pueden imprimir sus piezas en 3D.

Ahora, es probable que haya encontrado los términos «copolímero» y/o «copoliéster» al buscar filamentos para su impresora 3D.

Un copolímero es simplemente un polímero formado por más de un monómero. El ABS es probablemente el copolímero más familiar. Está formado por 3 monómeros: Acrionitrilo, Butadieno, y Stirono. Específicamente, el ABS es un terpolímero, porque está hecho de 3 monómeros, pero ‘copolímero’ cubre todo lo que consta de más de 1 monómero. Otros ejemplos serían la línea de copolímeros de nailon de Taulman: 618, 645, Bridge y Alloy 910.

Se forma un copoliéster cuando se modifica el PET, también conocido como poliéster. Los copoliésteres han ganado popularidad recientemente como filamentos de impresión 3D: PETG, PET+, Colorfabb XT, nVent, nGen y T-Glase son todos copoliésteres.

El NylonG de Santuario 3d está hecho de poliamida y reforzado con fibras de vidrio para aumentar la resistencia a la tracción y absorber grandes cantidades de energía cinética.

El NylonG de Santuario 3d está hecho de poliamida y reforzado con fibras de vidrio para aumentar la resistencia a la tracción y absorber grandes cantidades de energía cinética.

Hidrólisis – suena elegante; ¿Es malo para mi filamento?

Ahora que tenemos una comprensión básica de lo que es un polímero—una larga cadena de monómeros—es hora de hablar sobre el agua y un proceso llamado hidrólisis.

Cuando los monómeros se unen, se llama polimerización. Tenga en cuenta que esta no es una calle de sentido único. Las cadenas de polímeros pueden degradarse y romperse—o despolimerizar—y hay varias maneras en que esto sucede. Una de estas formas es la hidrólisis. Hidrólisis es cuando una molécula de agua rompe una cadena polimérica. Todo tipo de química compleja ocurre cuando los polímeros se hidrolizan. No vamos a entrar en esos detalles, pero las propiedades del material que se ven afectadas cuando se produce la hidrólisis (cambian cada vez que la longitud de la cadena del polímero disminuye o aumenta) son la pérdida de resistencia a la tracción, el cambio de claridad, etc.

Cuando extruye un filamento que ha absorbido agua, el agua dentro o sobre el material se vaporiza y crea burbujas de aire. Esto puede romper las cadenas de polímero (las acorta), debilitando el material y creando vacíos en las hebras de filamento, lo que debilita la adhesión entre capas. También deja un acabado superficial indeseable.


Puede que no lo sepa, pero es probable que ya haya experimentado los efectos de la hidrólisis en sus piezas impresas en 3D. En la foto de abajo, impresiones de prueba hechas de nailon Taulman Bridge. La izquierda se secó antes de imprimir. El derecho no se secó. Estos fueron impresos con material del mismo carrete.

La impresión de la izquierda se secó antes de imprimir, mientras que la impresión de la derecha no se secó.

Después de secar la bobina de nailon en un horno de vacío antes de imprimir, producimos la impresión de la izquierda. Luego dejamos ese mismo carrete en reposo durante más de 2 semanas antes de imprimir, lo que resultó en la impresión de la derecha.

El nailon seco es bastante transparente. El nailon mojado es casi opaco. Puede que no sea claro en la imagen, pero el nailon seco tiene un acabado suave y brillante, mientras que el nailon húmedo tiene un acabado rugoso y texturizado. Ambos objetos son resistentes, pero el nailon húmedo es considerablemente más fácil de separar en las capas. También puede ver que el nailon tiende a deformarse—independientemente de si está húmedo o seco.


Este es MatterHacker Black Pro Series PETG. El cubo izquierdo se secó antes de imprimir y el derecho se dejó reposar durante más de 2 semanas.

El cubo izquierdo se secó antes de imprimir y el derecho se dejó reposar durante más de 2 semanas.

Como puede ver, hay una clara diferencia en el acabado superficial y la textura. Es difícil saberlo en la imagen, pero el cubo seco es brillante y tiene un acabado consistente de arriba a abajo. El cubo mojado es texturizado, con un acabado satinado-mate. La textura es donde las burbujas de aire dejaron vacíos. El PETG húmedo es significativamente más frágil que seco y la adhesión entre capas se reduce significativamente.

Afortunadamente, la mayoría de los filamentos con los que imprimimos no son muy susceptibles a la hidrólisis a temperatura ambiente sin la presencia de un ácido o una base. Sin embargo, son muy susceptibles a la hidrólisis cuando se calientan a temperaturas de extrusión. Esto significa que no tenemos que preocuparnos una vez que una pieza se ha impreso correctamente, pero sí debemos tomar medidas para evitar la hidrólisis al imprimir.

Dado que muchos de los materiales de impresión 3D comunes son higroscópicos (absorben fácilmente la humedad del aire), debemos tomar medidas para secar nuestro filamento y mantenerlo seco.

Los filamentos de nailon, policarbonato y copoliéster son todos muy higroscópicos y susceptibles a la hidrólisis cuando se imprimen en presencia de agua. El nailon y el policarbonato pueden absorber suficiente agua en 48 horas como para arruinar las impresiones.

¿Cómo sabemos si el filamento está mojado y necesita secarse?

La forma más sencilla es extruir un poco de filamento y ver cómo sale por la boquilla. Si ve burbujas, escucha algún silbido, estallido o crujido, o ve que sale vapor del filamento, entonces definitivamente está mojado y debe secarse.

Este video muestra una clara diferencia entre el nailon húmedo y seco. (Esto era nailon Taulman 645)

La forma más fácil de secar el filamento de la impresora 3D

Aunque los métodos que hemos enumerado son probados y verdaderos, la forma más fácil de secar el filamento de impresión 3D es con el sistema de secado de filamentos PrintDry PRO. Su marco compacto le permite secar y almacenar el filamento directamente desde su escritorio o espacio de trabajo, tanto fuera del horario de impresión como durante la impresión. Incluso viene con un recipiente sellado al vacío y una bomba para espacio de almacenamiento adicional. Aquí en Santuario 3d hemos estado usando PrintDry durante bastante tiempo y estamos muy satisfechos con los resultados.

Imprimir en seco PRO

El sistema de secado de filamentos PrintDry PRO es una solución fácil y asequible para proyectos de impresión 3D que utilizan materiales higroscópicos como nailon, PETG, PVA y filamentos flexibles. También está disponible un contenedor de almacenamiento sellado al vacío de 5 paquetes con una bomba de extracción de aire para una máxima protección de almacenamiento de filamentos.

Si tiene nailon, policarbonato, TPU, TPE o PETG y el carrete ha estado fuera durante más de un día, es probable que necesite secarlo. El PLA y el ABS también son susceptibles, pero les lleva un poco más de tiempo absorber suficiente agua para causar problemas importantes.

¿Cómo se seca el filamento y se mantiene seco?

Hay algunas formas de secar el filamento y mantenerlo seco.

Primero, es importante disipar un mito común. No se puede secar el filamento de manera efectiva almacenándolo en un hermético recipiente con desecante. Puede mantener el filamento seco de esta manera y es muy recomendable cuando no usa un carrete. Sin embargo, para secarlo adecuada y completamente una vez que se ha saturado, debe secarlo activamente.

El método más disponible para secar su filamento es hornearlo en un horno. Sin embargo, es fácil sobrecalentar el filamento, lo que puede provocar la emisión de gases del plástico. Estos gases pueden ser tóxicos, por lo que puede ser peligroso inhalarlos o tener comida cerca. No se recomiendan hornos para secar el filamento., sin embargo, todavía se puede hacer con precaución. Los hornos de convección funcionan muy bien ya que constantemente hacen circular aire caliente alrededor del carrete. Esencialmente, así es como se secan con más frecuencia los gránulos de resina sin procesar: se pasa aire caliente por encima y a través de los gránulos de resina sin procesar antes de que se extruyan.

Hay una cosa importante que debes saber antes de hornear tu filamento. Debes precalentar tu horno y dejar que alcance la temperatura establecida antes de colocar el filamento. Los hornos funcionan de la misma manera que los extremos calientes de las impresoras 3D, con control de temperatura PID, y es común que los hornos excedan un poco la temperatura objetivo. Esto no afecta la comida, pero definitivamente puede arruinar tu filamento al fusionarlo y/o derretir el carrete en el que está. Para eliminar por completo cualquier posibilidad de fusionar/derretir accidentalmente su filamento durante el secado, recomendamos utilizar sistemas de secado diseñados específicamente para eliminar la humedad del filamento como PrintDry.

Imprima con éxito filamentos higroscópicos con facilidad mediante el uso de un sistema de secado de filamentos PrintDry.

Imprima con éxito filamentos higroscópicos con facilidad mediante el uso de un sistema de secado de filamentos PrintDry.

Cómo secar el filamento de impresión 3D:

1) Precaliente su horno a 160-180°F (o 70-80°C).

2) Coloque el carrete en el horno durante 4-6 horas.

3a) Retírelo y colóquelo en un recipiente hermético, preferiblemente con desecante. Los cubos de 5 galones con tapas herméticas de las ferreterías locales funcionan muy bien para el almacenamiento de filamentos. El arroz crudo funciona como una alternativa desecante barata.

3b) Si usa un PrintDry PRO, también puede alimentar el filamento desde el puerto del sistema y directamente a su impresora 3D para almacenarlo en seco mientras imprime.

Los filamentos con temperaturas de transición vítrea (Tg) más bajas, como el PLA, usan temperaturas más bajas para secarse. Las temperaturas más bajas también requieren más tiempo para secarse completamente.

Secar y almacenar el filamento para una experiencia de impresión 3D exitosa es fácil gracias a productos eficientes como PrintDry.

Secar y almacenar el filamento para una experiencia de impresión 3D exitosa es fácil gracias a productos eficientes como PrintDry PRO.

Eso es prácticamente todo lo que se necesita para secar el filamento y garantizar un rendimiento del material y un acabado superficial óptimos. Muchos de nuestros clientes suelen resolver los problemas de adhesión de la cama y las piezas con acabado de superficie áspera simplemente eliminando la humedad que se ha acumulado en su filamento. Si tiene algunos carretes que han estado sentados por un tiempo y no están imprimiendo tan bien como antes, séquelos e intente nuevamente. Lo más probable es que solo necesiten un poco de secado para imprimir como nuevos otra vez.

Como siempre, ¡Feliz impresión!

Mantén tus filamentos higroscópicos libres de humedad antes de la impresión 3D para conseguir piezas de máxima calidad.

Mantén tus filamentos higroscópicos libres de humedad antes de la impresión 3D para conseguir piezas de máxima calidad.

 

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