Por que o filamento PLA fica quebradiço? Vamos resolver!

Não faz muito tempo, tentei imprimir algo usando uma cor de filamento que não usava há algum tempo. Para minha surpresa, o filamento quebrou várias vezes e a qualidade geral da impressão resultante foi decepcionante. Escusado será dizer que eu não tinha pensado muito em preservar adequadamente o carretel enquanto armazenado. Se aconteceu com você, você também pode estar se perguntando por que seu filamento PLA ficou quebradiço.

O PLA pode se tornar quebradiço se for exposto à umidade, pois é um filamento higroscópico, o que significa que absorve a umidade, mas ser exposto à radiação UV (luz do sol) irá danificá-lo ainda mais, fazendo com que perca a cor e fique quebradiço, fraco , e fácil de encaixar. Para evitar isso, o armazenamento adequado é recomendado.

Por que o PLA se torna frágil e quebra?

A estrutura mecânica do PLA ou ácido poli-láctico é conhecida por ser frágil, mas as condições ambientais contribuem e contribuem para o seu estado já frágil. O PLA é higroscópico e absorve a umidade da atmosfera, o que altera sua estrutura mecânica tornando-o mais quebradiço.

Além disso, os raios UV do sol quebram o filamento PLA e as impressões. Por fim, nem todos os filamentos de PLA são fabricados e embalados com o mesmo padrão, portanto, alguns tipos de marca serão mais frágeis que outros.

Pode ter absorvido umidade

Como mencionado, o PLA é higroscópico, o que significa que absorve a umidade do ar fazendo com que ele inche e altera suas propriedades, o que pode resultar em complicações de impressão. Embora deva ser mencionado que o PLA é menos higroscópico que o Nylon ou o TPU, ainda é capaz de absorver umidade suficiente em curtos períodos para afetar negativamente a qualidade da impressão.

O filamento úmido incha e pode encravar no tubo de alimentação Bowden ou quebrar devido à tensão normal em um filamento agora frágil. Além disso, o teor de água no filamento ferve na extrusora, causando vapor que borbulha e estoura e afetará a consistência do filamento extrudado. Essas complicações de impressão acabarão por afetar a qualidade da impressão. Basta dar uma olhada na foto a seguir para ter uma ideia do impacto que a umidade pode ter na qualidade geral da impressão.

Pode ter sido exposto à luz UV

Como mencionei anteriormente, o maior culpado quando se trata de PLA tornar-se quebradiço e quebrar facilmente é o sol.

Deixar o rolo de filamento perto de uma janela sob luz solar direta não o afetará se for apenas por um ou dois dias, mas deixe-o lá por um mês ou dois, e você começará a notar alguma degradação, principalmente na forma de cor perda.

No entanto, isso não é tudo o que acontece com o PLA quando está em contato com o sol, pois também se torna mais fraco e quebradiço.

O PLA deve sempre ser armazenado em um recipiente selado com algo que absorva a umidade, como grânulos de sílica, e nunca deve estar sob luz solar direta.

Mais sobre como fazer um recipiente de armazenamento para o seu filamento no final deste post.

Filamentos de baixa qualidade

Nem todos os fabricantes fazem filamentos 3D com os mesmos padrões. Em muitos casos, os ingredientes e o processo são mantidos em segredo para conquistar uma fatia maior do mercado. Tudo isso está bem do ponto de vista comercial, mas é o consumidor desinformado que paga o preço pelo filamento inferior sendo vendido a preços “acessíveis”.

Alguns tipos de corantes de cor fazem com que o filamento se torne quebradiço, enquanto em outros casos, a embalagem e o envio do filamento são culpados. Sendo um produto biodegradável, uma vez aberto, especialmente em condições úmidas, a vida útil é bastante reduzida, a menos que medidas rigorosas de armazenamento sejam implementadas.

Para garantir a qualidade do filamento que você está usando, o melhor é encontrar uma marca que produza filamento de qualidade e ficar com essa marca. Você pode experimentar outras marcas para criar seu próprio registro de experiências das melhores marcas para usar. Apenas certifique-se de ter seus processos de impressão 3D em ordem e sempre faça um esforço extra para armazenar e preservar corretamente seus filamentos e impressões.

Como imprimir com filamento PLA frágil

Imprimir com filamento quebradiço é como se apresentar como um boneco de teste de colisão; você travará e sua impressão falhará. Mas, por outro lado, se você não está ciente do fato de que o filamento se tornou quebradiço além do uso normal e só descobre isso ao imprimir, pode tentar aumentar a temperatura do bico na esperança de se livrar do problema da umidade. No entanto, esse pequeno truque nem sempre funciona de maneira confiável, por isso costumo recomendar não usar esse filamento até que esteja seco e em condições adequadas novamente.

A comunidade gráfica mantém a ideia, um tanto baseada na lógica, que afirma que a remoção da umidade do filamento fará com que o material volte ao seu estado original. Embora isso seja plausível e possível, há um certo elemento de sorte envolvido.

A degradação ocorre naturalmente com produtos biodegradáveis ​​feitos a partir de recursos naturais, e a umidade e os raios UV simplesmente aceleram o processo. Nos casos em que há absorção mínima de umidade e o filamento ainda está dentro de sua vida útil, as tentativas de salvar o filamento são muito viáveis, e tentar secar o filamento é definitivamente recomendado.

A vida útil do PLA depende muito do fabricante e da qualidade geral do filamento. No entanto, se armazenado adequadamente após a abertura da embalagem, você pode esperar que seu filamento permaneça utilizável por até dois anos.

Nestas condições, é possível restaurar o filamento ao seu original, por isso vale a pena não só secar o filamento, mas também armazená-lo e usá-lo corretamente.

Como secar o filamento PLA

O filamento PLA tem uma vida útil, e existem outros limites que limitam o uso do filamento, sendo um deles a absorção de umidade. Se a referida absorção ocorreu durante um longo período de tempo e a degradação se tornou permanente, a secagem do filamento não ajudará. Mas se a absorção de umidade for mínima e ocorrer em um curto período de tempo, o filamento pode ser seco e retornado ao seu estado normal.

Aqui estão algumas maneiras que foram usadas para secar com sucesso o filamento até o ponto em que ainda é bom imprimir.

• Secador de filamentos: Um secador de filamentos é um equipamento útil, especialmente se você ficar em uma área com altos níveis de umidade, como regiões costeiras. Um secador de filamentos aquece o filamento antes do uso e, ao fazê-lo, permite que qualquer umidade evapore. A temperatura está sempre abaixo da temperatura de transição vítrea do filamento (aproximadamente 65°C para PLA), então você não precisa se preocupar em derreter seu filamento no secador.
• Desidratador de alimentos: Usar um desidratador de alimentos é realmente ideal porque as temperaturas são propícias à secagem sem romper a temperatura de transição vítrea do filamento. O processo será lento, mas os resultados valerão a pena.
• Forno de convecção: Um forno de convecção normal pode ser usado para secar o filamento. O processo é muito lento e deve levar de quatro a seis horas em média para secar o filamento. Se não tiver outra alternativa, deve definir a temperatura do forno entre 40°C – 50°C, se puder ser tão baixa. Também devo dizer que provavelmente não é ideal usar o mesmo forno para cozinhar alimentos, mas certamente fiz isso várias vezes.

Como evitar que o PLA absorva umidade

Independentemente dos níveis médios de umidade em sua área, é aconselhável armazenar seu filamento corretamente. Uma solução fácil é usar uma bolsa Ziploc com sílica gel para absorver a pouca umidade capturada na bolsa. Recipientes herméticos ou selados com gel de sílica também são uma boa opção e podem ser ainda melhores para armazenamento.

Se você tiver uma sala designada para o seu material 3D, usar um desumidificador ajudará a controlar a umidade. Isso obviamente dependerá de quanto filamento você tem armazenado e com que frequência você imprime, pois entrar e sair da sala aumentará a umidade.

Proteger seu filamento de elementos externos deve ser uma prática padrão, e dispensar o filamento na impressora não deve expor desnecessariamente o filamento ao ar livre. Uma caixa de armazenamento com gel de sílica pode ser usada para controlar a umidade, e o filamento seria alimentado direto da caixa seca para a extrusora. Isso literalmente eliminará quaisquer problemas de umidade que você possa ter tido.

A vantagem de usar uma caixa seca é que a extremidade do filamento é alimentada através de uma abertura dimensionada diretamente na extrusora, que além de evitar que o filamento fique úmido, também evitará que o filamento se enrole.

Como fazer Caixa Seca de Filamento

As caixas secas de filamentos são um componente importante da impressão 3D, pois garantem que seu filamento esteja perfeitamente preservado e pronto para uso. Embora uma caixa seca seja essencialmente apenas uma caixa hermética com gel de sílica para extrair a umidade da caixa, os designs aprimorados incluem um aquecedor para facilitar o processo de secagem.

Existem várias empresas (marcas) que fazem caixas secas aquecidas, mas você pode facilmente fazer sua própria caixa seca aquecida por uma fração do preço, e ela funcionará tão bem quanto os modelos de marca.

A ideia principal é manter seu filamento seco e pronto para impressão. A beleza de fazer sua própria caixa seca aquecida é que você pode projetá-la para se adequar à sua atividade de impressão 3D. Por exemplo, se você não imprime muito e raramente muda os tipos ou cores de filamento, uma unidade menor servirá ao seu propósito. Por outro lado, se você trabalhar com dois ou três tipos diferentes de filamento, uma caixa seca aquecida maior funcionará melhor.

O que você basicamente precisará para construir sua própria caixa seca aquecida são os seguintes itens baratos:

• Um recipiente de plástico grande o suficiente para levar o número de carretéis com os quais você normalmente trabalha. O recipiente deve ter, preferencialmente, uma tampa vedada para limitar o fluxo de ar; no entanto, não é necessário que o recipiente seja 100% hermético, pois o ar aquecido precisará de uma pequena saída.
• Um sistema que permite que o carretel de filamento role livremente na caixa. Os rolos são usados ​​com frequência, mas isso limita os tamanhos de carretel que você pode usar na caixa, portanto, é necessário considerar os tamanhos de carretel que você usa.
• Um medidor de temperatura e umidade para que você possa monitorar esses dois valores.
• Um aquecedor elétrico de répteis plano que é colocado abaixo do carretel ou carretéis que normalmente é ajustado a cerca de 32°C.
• Grânulos ou pacotes de sílica para absorver a umidade. As contas de sílica são laranja e ficam verdes quando saturadas de umidade. Eles podem ser secos no forno e, quando ficarem laranja novamente, podem ser reutilizados.
• Você precisará fazer furos no recipiente para que o filamento passe, e é uma boa ideia conectar um tubo de plástico padrão em cada saída que possa alimentar o filamento diretamente no mecanismo de alimentação de sua impressora. Isso manterá o filamento aquecido ao entrar na impressora.

Você pode conferir este vídeo incrível de Becky Stern mostrando como fazer sua própria caixa de secagem de filamentos:

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