Dominando o Controle de Umidade de Filamentos: Guia Completo para Prevenir Falhas de Impressão

Você sabia que seus filamentos podem absorver umidade e isso causa todo tipo de problema? Talvez tenha caído aqui porque está tendo problemas repentinos de qualidade na impressão e acha que pode ser filamento úmido.

Neste artigo, abordarei os diferentes filamentos e quão higroscópicos são — ou seja, quanta umidade absorvem e quão rápido —, quais problemas surgem ao imprimir com filamento úmido e como resolver secando o filamento.

Sem mais delongas, vamos começar!

Quais filamentos absorvem umidade?

Todos os filamentos termoplásticos FDM absorvem umidade até certo ponto, uns mais que outros, mas todos são higroscópicos. Exemplo: PLA incha até 40 micrômetros em 150 horas de exposição a alta umidade; Nylon, muito mais higroscópico, atinge saturação em apenas 24 horas.

Instruções de armazenamento devem ser levadas a sério: se o filamento absorveu umidade, isso aparecerá nas impressões. Umidade cria bolhas no bico de extrusão, resultando em camadas irregulares e superfície que lembra rosto de adolescente cheio de espinhas.

Essencialmente, não terá superfícies lisas se os filamentos estiverem úmidos.

Diferentes filamentos absorvem umidade em taxas diferentes; alguns absorvem muito, outros como HIPS, muito pouco. Abaixo, lista dos filamentos do mais higroscópico ao menos:

Filamentos Mais Higroscópicos

1. PVA: Usado para suportes, geralmente com impressoras de dupla extrusão; um extrusor faz suportes de PVA, outro imprime o modelo. PVA é ótimo suporte por ser solúvel em água, reduzindo tempo de pós-produção.
2. Policarbonato (PC): Tem ótimas qualidades como resistência e calor, mas absorve umidade e deve ser armazenado corretamente para não molhar.
3. Nylon: Apesar de extremamente resistente a calor e impacto, tem enorme desvantagem: absorve umidade em taxa altíssima; duas horas de exposição podem torná-lo inutilizável.
4. PLA: Quando não em uso, deve ficar em recipientes herméticos. Popular pela facilidade, mas não imprime bem molhado.
5. ABS: Copolímero de três monômeros (Acrilonitrila, Butadieno, Estireno). Absorve umidade mais lento que PLA, mas ainda deve ser guardado em recipiente hermético.
6. PETG: Armazenamento importante pois é higroscópico. Absorve umidade, mas taxa muito menor que outros; mesmo assim, evite exposição sempre.
7. HIPS: Criado originalmente como material de suporte, cada vez mais usado como filamento principal. De todos, HIPS é o menos afetado por umidade; alguns dizem que não é higroscópico.

Problemas de imprimir com filamento úmido

Imprimir com filamento que absorveu umidade cria vários problemas:

Não só o filamento incha exposto à umidade, aumentando diâmetro em 20-40 micrômetros (bagunçando a impressão), mas filamento saturado causa atrasos na extrusão; ao parar a extrusão, o filamento continua saindo do bico. Pode também entupir o extrusor.

Pode haver vestígios de vapor saindo do extrusor, e o filamento fica "fiaposo" (stringing), arruinando a impressão.

Resumindo: imprimir com filamento úmido causa qualidade inconsistente.

Como saber se o filamento absorveu umidade?

Filamento saturado fica mais quebradiço no rolo e menos flexível. Ouve-se estalos e estouros quando o filamento aquece no extrusor; pode notar vapor e bolhas. O filamento ganha textura estranha com bolhas e stringing ao sair do bico, resultando em camadas irregulares. Estes são sinais comuns; se detectados, pare a impressão e seque bem o filamento antes de continuar.

Quanto tempo leva para o filamento absorver umidade?

O tempo para atingir saturação varia entre filamentos; PLA e Nylon, por exemplo, absorvem em taxas drasticamente diferentes. PLA incha até 40 micrômetros em 150 horas; Nylon, muito mais higroscópico, satura em 24 horas.

Num teste com PLA misturado a composto de borracha (RS), resultados mostraram decomposição e fraqueza contínua do PLA com absorção controlada de umidade.

O teste indicou enfraquecimento gradual da resistência à tração. A peça também foi submetida a condições de decomposição enzimática; propriedades de tração do composto PLA/RS caíram rapidamente.

Quais filamentos não absorvem umidade?

Todos os filamentos termoplásticos absorvem umidade, mas em taxas diferentes, dependendo dos aditivos. HIPS é dito ser o filamento com maior resistência à absorção. Alguns alegam que não é higroscópico pois nenhum sinal de degradação usual por umidade foi registrado oficialmente.

HIPS é plástico forte e durável, similar ao ABS em muitos aspectos, mas classificado como não higroscópico. Usado em brinquedos, caixas de CD; uso mais comum é como suporte para outros filamentos como ABS, pois dissolve fácil em d-limoneno ou óleo de laranja.

Como manter o filamento seco?

Todos os filamentos devem ser guardados em sacos a vácuo ou recipientes herméticos com sachês de gel de sílica para absorver umidade; esta é a única forma de garantir que o filamento permaneça seco. Além disso, guardar o filamento logo após imprimir reduz exposição à umidade e aumenta vida útil.

Filamento pode ser seco, mas mantê-lo em ambiente livre de umidade desde o começo é sua aposta mais segura.

Como secar filamento úmido

Filamento úmido pode ser seco usando dispositivo especializado (filament dryer) ou desidratador de alimentos comum. Para a maioria, a forma mais simples e eficaz é colocar o rolo no forno por 4 a 8 horas, a temperatura 10°C–20°C abaixo da Tg do filamento (40°C–50°C para PLA).

Métodos em detalhes:

Com Filament Dryer

Melhor opção: oferece ambiente controlado livre de umidade, garantindo filamento sempre seco e pronto. Sistema de secagem é fácil de operar e relativamente acessível. Não só seca, mas também serve como armazenamento seguro.

Exemplo de economia de tempo: Sunlu Dryer BOX, um dos mais acessíveis e bem avaliados; funcionam bem, mas acho exagero na maioria dos casos.

No Forno

Método mais usado por entusiastas, pois todos têm forno; funciona até certo ponto.

Pontos de atenção: filamento não deve ser exposto a temperaturas próximas à Tg; processo leva 4 a 8 horas para secar rolo de PLA ou Nylon em forno elétrico.

Forno a gás funciona, mas é mais difícil controlar temperatura e pode ter pontos mais quentes, estragando o rolo.

Desidratador de Alimentos

Opção mais segura que forno convencional, pois opera em temperatura mais baixa; ainda assim, não é ideal devido ao tempo extra para secar corretamente.

Secar filamento melhora qualidade de impressão?

Filamento que absorveu umidade e foi secado corretamente funcionará tão bem quanto filamento novo e completamente seco. A umidade afeta qualidade, mas uma vez removida, o filamento funciona como se nunca tivesse sido exposto.

Como a umidade afeta peças 3D impressas?

Uma peça impressa finalizada ainda será afetada se exposta à umidade ou submersa.

Experimento com PLA normal + 20% Carbeto de Silício (SiC), imerso em água destilada a 50°C, degradou em 58 dias.

Repetido com mais SiC, durou 140 dias nas mesmas condições. Estabilidade e resistência à tração aumentaram inicialmente com SiC, mas declinaram com quantidades maiores.

ABS não foi afetado imediatamente e manteve resistência à tração; porém, rigidez diminuiu durante envelhecimento enquanto deformação na falha aumentou, indicando amolecimento por exposição contínua à água.

Fora estudos, makers relatam experiências bem diferentes: alguns dizem que PLA fica quebradiço submerso em semanas; outros, o oposto — peças pareciam novas após 3 anos submersas.

Da minha experiência, muitas condições precisam ser atendidas para peças ficarem quebradiças na água: temperatura da água alta o suficiente, luz solar direta (provavelmente maior culpado), etc.

Escrevi post sobre como água afeta peças 3D, principalmente PLA; confira.

Qual a vida média de um rolo de filamento 3D?

Em média, filamento 3D dura 2-3 anos na embalagem original (geralmente selada a vácuo) se guardado em condições ideais. PLA ou ABS duram mais de ano em condições ideais (baixa umidade, longe do sol, temperatura razoavelmente baixa). Umidade ideal de armazenamento: 10-13%.

Se quer saber mais sobre vida média de rolos e quanto tempo duram para imprimir, confira meu artigo.

Conclusão

Umidade afeta tanto filamento quanto peças impressas; por isso é crucial guardar filamento corretamente em sacos a vácuo ou recipientes herméticos com gel de sílica.

Se esqueceu de guardar e expôs a muita umidade, não entre em pânico! Ainda pode secar e reutilizar sem problemas; mas tente mantê-lo longe da umidade, pois colocar rolo no forno 4-8 horas não é divertido.

Espero que esta informação tenha sido útil!

Tenha um dia maravilhoso!

Filamento PLA absorve umidade?

A natureza higroscópica do PLA significa que absorve umidade se deixado exposto por longos períodos sem armazenamento adequado em recipiente vedado com contas ou sachês de gel de sílica. Uma vez úmido, fica quebradiço e quebra fácil; imprimir com ele fica mais difícil. Porém, há formas de remover umidade do rolo, restaurando-o ao estado original.

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