O Filamento de Impressora 3D Pode Degradar? Causas e Soluções

Muitas vezes, podemos estar relativamente confiantes de que nossa impressora 3D está bem calibrada e pronta para imprimir objetos com aparência incrível em nossos padrões de alta qualidade. De repente, decidimos imprimir um novo objeto com um carretel de filamento que não é usado há algum tempo. Para nossa surpresa, notamos que o resultado está bem abaixo de nossas expectativas habituais.

Então, um carretel de filamento pode estragar e perder suas propriedades? Quais são as causas mais prováveis deste problema?

Se o filamento não for armazenado em um recipiente vedado com gel de sílica, ele absorverá umidade, o que o torna quebradiço, assim como a exposição à luz UV, que também pode tornar o filamento quebradiço e propenso a quebrar, e o carretel também pode se emaranhar se não for devidamente preso aos furos do carretel antes de armazená-lo.

Em resumo, aqui está uma tabela de causas que podem tornar um carretel inutilizável, suas consequências e soluções.

Causa	Pior Filamento	Melhor Filamento	Consequências	Solução
Exposição à luz UV	PLA, ABS	PETG, ASA	Filamento fica quebradiço e propenso a quebrar	Sem solução
Exposição à umidade	PLA, ABS, PETG	HIPS, ASA	Má adesão à mesa, bolhas no bico, resultados heterogêneos, início e fim da extrusão atrasados, bico para de extruir	Secar no forno a 40°C por 3 horas; usar secador de cabelo; usar purificador de ar
Emaranhamento no carretel	Afeta todos	Afeta todos	Bico para de extruir filamento	Sempre prenda a ponta do filamento nos furos do carretel após o uso
Atrito no suporte do carretel	Afeta todos	Afeta todos	Bico para de extruir filamento	Coloque o carretel em objetos menos propensos a gerar atrito

Quanto tempo o filamento geralmente dura?

Se o filamento for armazenado em local seco e relativamente fresco e mantido em sua embalagem para evitar umidade, você pode esperar que seu filamento mantenha suas propriedades por pelo menos 2 anos. Isso vale para a maioria dos termoplásticos populares, como PLA, ABS e PETG. A exceção a esta regra é o Nylon, que geralmente para de funcionar bem após 12 meses de vida útil.

Lembre-se de que a qualidade de impressão do filamento pode ser mantida por muito mais de 2 anos, mas você precisará usá-lo para descobrir, mas geralmente evite comprar carretéis de filamento que estiveram parados em uma prateleira por dois ou mais anos.

Independentemente disso, há muitas variáveis envolvidas, então é quase impossível saber definitivamente quanto tempo um determinado carretel de filamento durará para você.

A vida útil do filamento depende de muitos fatores, como as condições atmosféricas locais do filamento, sua exposição à luz solar, temperatura e umidade, e a qualidade inicial e tipo do termoplástico.

PLA

Normalmente, o filamento PLA tem uma vida útil de cerca de 2-3 anos. Isso significa que você pode comprá-lo, armazená-lo em local fresco, seco e escuro em sua embalagem original (para evitar umidade), e ainda conseguir imprimir com ele quase 3 anos depois. Lembre-se de que após 2 anos a qualidade de impressão pode começar a degradar.

O filamento PLA pode durar muito tempo antes de começar a ficar quebradiço e mostrar sinais de desgaste, mas certamente evite carretéis de PLA que foram armazenados em uma garagem quente ou ao sol, pois o PLA não gosta de calor nem de exposição à luz UV.

Por outro lado, PLA armazenado em ambientes internos à temperatura ambiente pode durar alguns anos sem declínio na qualidade.

ABS

O filamento ABS tem uma vida útil semelhante à do PLA, o que significa que, se não exposto à umidade, pode durar até dois anos depois de retirado da embalagem.

O ABS é um material mais forte e durável que o PLA. Como tem uma temperatura de transição vítrea mais alta (105°C comparado aos 60°C do PLA), suporta melhor o calor.

Embora seja menos propenso à absorção de água que outros termoplásticos, ainda é uma boa ideia ficar no lado seguro e manter seus carretéis de ABS em ambiente amigável. Por isso, quero dizer: mantenha-o dentro da embalagem com vários sachês de gel de sílica, não em luz solar direta, etc.

Nylon

A grande afinidade do Nylon com a água é problemática; ele absorve água como uma esponja, o que faz com que inche e entupa o bico da impressora, criando saídas inconsistentes.

Em apenas alguns dias, pode absorver entre 1% e 3% de umidade, e este alto teor de água fará com que o material falhe ao ser impresso.

Em termos técnicos, o Nylon é um termoplástico que tem a propriedade de ser higroscópico. É uma maneira chique de dizer que adora absorver umidade.

Por este motivo, se o Nylon for deixado exposto, sua vida útil será reduzida significativamente em questão de dias. Também é inadequado para imprimir produtos destinados a uso externo. A maioria das marcas de Nylon tem uma vida útil máxima de 12 meses.

Vale notar, no entanto, que todos os filamentos são mais ou menos higroscópicos e absorverão umidade. No entanto, eles só podem absorver uma certa porcentagem e pronto. Isso obviamente não é ideal para impressão com o filamento, pois a umidade pode criar todo tipo de problema, mas se você não se importar que sua impressão inche levemente, certamente pode deixar modelos impressos do lado de fora e, uma vez que absorveram umidade, não absorverão mais.

PETG

O PETG é um co-poliéster, tem dois componentes principais: PET e glicol. É mais forte e durável que o PLA, além de um pouco mais flexível; o filamento PETG tem uma temperatura de transição vítrea mais alta, o que significa que não deforma tão facilmente quanto o PLA quando submetido a baixas formas de calor (em um carro, por exemplo).

Armazene o filamento PETG em um recipiente hermético para mantê-lo longe da umidade. A temperatura de armazenamento também é crítica. O filamento PETG pode durar muito tempo se armazenado em local fresco, mas se exposto ao calor, ficará quebradiço e rachará, especialmente quando exposto simultaneamente à umidade.

A maioria dos filamentos PETG pode ser armazenada por 2 anos ou mais antes de ficar quebradiço e rachar. Você deve mantê-lo em local fresco e longe de umidade ou luz solar direta para garantir que retenha suas qualidades pelo maior tempo possível.

Agora, onde o PETG difere dos filamentos anteriores também é que ele é resistente a UV, tornando-o um ótimo filamento geral para uso externo.

Como saber se um filamento estragou e o que causa isso?

A má notícia é que não há uma maneira clara de saber se um carretel de filamento estragou. A boa notícia é que impressoras 3D não serão danificadas de forma alguma pelo uso de filamento velho, então você sempre pode tentar imprimir um pequeno objeto de teste rápido para verificar a qualidade geral de um carretel.

Pessoas recomendam os seguintes três testes para identificar um filamento ruim:

• Teste de estiramento: Não é um método totalmente confiável, pois o PLA pode ser um pouco mais flexível antes de quebrar. Este método também exige que você tenha um pouco de fé em seus próprios poderes de observação. Considero isso uma perda de tempo, pois não produz evidências conclusivas.
• Teste de tensão: Uma maneira ainda menos confiável de examinar filamento PLA em busca de sinais de degradação é deixá-lo pendurado verticalmente por algum tempo antes de testar. Também não recomendo.
• Imprima um pequeno objeto: esta é, de longe, a melhor maneira de testar a qualidade atual de um carretel de filamento. Imprima um pequeno objeto com suas configurações habituais e verifique se a saída é tão boa quanto você esperaria. Se você ouvir ruídos de estalo durante a extrusão, pode ter certeza de que está lidando com filamento úmido.

Como você pode ter notado, claramente não sou um grande fã das duas primeiras recomendações que geralmente são jogadas por aí. Por que você faria testes que lhe dão uma dica da qualidade se você tem uma maneira rápida e fácil de testar exatamente a coisa que está tentando medir!

Como a umidade afeta o filamento?

A umidade acumulada em um carretel pode levar a impressões de qualidade muito baixa e até quebra. Se seu filamento estiver saindo do carretel esticado e com stringing, pode ser uma indicação de que seu filamento não está suficientemente seco.

As consequências de imprimir com filamentos úmidos são numerosas, e é uma das principais causas ao obter resultados ruins.

Apenas leia a lista de possíveis consequências de filamentos úmidos. Você certamente gostaria de evitar isso!

Filamento úmido pode levar a:

• Encontrar furos nas camadas superiores das suas peças
• Bolhas na ponta do extrusor
• Má adesão à mesa de impressão
• Resultados muito heterogêneos ao imprimir o mesmo modelo
• Início e fim da extrusão atrasados, levando a má qualidade
• Bico para de extruir filamento aleatoriamente

Por que a umidade tem um efeito tão grande na qualidade de impressão? O que exatamente acontece?

Espumação

O fenômeno de espumação é a principal razão para a expansão do filamento. É ruim para suas impressões. Torna as camadas mais fracas e pode fazer a impressão parecer uma fatia de queijo suíço. É causado por dois fatores: evaporação da umidade absorvida e retração excessiva.

A espumação é o processo pelo qual a molécula do polímero é decomposta em estado gasoso. Moléculas de polímero são grandes e podem se desenrolar facilmente. Como resultado, perdem força quando úmidas e podem até se quebrar em seções separadas. A energia necessária para romper essas ligações faz o filamento inchar e expandir.

Hidrólise

A hidrólise é outro processo que acontece em nível atômico: à medida que o polímero absorve água, ele se degrada quebrando algumas de suas ligações químicas. Isso transforma o polímero em um monômero.

Quando você usa sua impressora 3D, um filamento com baixo teor de umidade é muito importante. Bolhas na impressão transformam até o design mais bonito em uma bagunça confusa. A secagem adequada do filamento garante que seus designs saiam limpos e bonitos.

Como consertar filamento que absorveu umidade?

Provavelmente a maneira mais simples e econômica de igualar gradualmente a umidade em um filamento é dessecá-lo usando algum tipo de forno.

Um forno de cozinha comum é a maneira mais rápida de secar carretéis de filamento. O calor pode evaporar muita água dele, o que ajudará você a se livrar do excesso de umidade e tornar sua experiência de impressão 3D livre de problemas novamente.

Fornos de cozinha farão um bom trabalho, mas antes de usá-los, você deve considerar que eles não são projetados para aquecer filamentos, então você deve ter extremo cuidado para não derretê-los e definitivamente definir a temperatura bem abaixo da temperatura de transição vítrea do filamento.

Para secar adequadamente um carretel de filamento úmido, ajuste o forno a 40°C (104°F) e deixe-o lá por cerca de 3 horas. De vez em quando, verifique como o processo está indo, especialmente para garantir que a temperatura não esteja muito quente e derretendo o filamento.

Lembre-se de que a temperatura de transição vítrea, a temperatura na qual o PLA começa a se tornar maleável, é apenas 60°C (140°F). Se o seu forno atingir ou exceder essa temperatura por apenas alguns minutos, você pode ter certeza de que o carretel está arruinado para sempre.

Embora eu tenda a usar o forno como minha solução padrão para secar filamentos úmidos, também devo mencionar outras técnicas usadas pela comunidade de impressão:

Desidratadores de alimentos também funcionam bem, pois são essencialmente projetados para sugar toda a umidade dos alimentos, e também farão isso com o filamento.

Por fim, existem alguns produtos por aí especificamente projetados para secar filamento, chamados, adivinhe, secadores de filamento, e são uma maneira fantástica de manter seu filamento livre de umidade, além de não correr o risco de derreter o filamento como aconteceria ao usar um forno.

Como armazenar filamento corretamente?

Para impedir que a umidade seja absorvida pelo seu filamento, a maioria dos fornecedores envia seus filamentos com um pequeno sachê de gel de sílica. O gel de sílica é um dessecante, ou seja, um produto que absorve umidade do seu ambiente.

Você deve armazenar todos os filamentos em um recipiente hermético ou saco ziploc com esses sachês de sílica, ou pode simplesmente encher um pequeno recipiente de armazenamento com contas de sílica, arroz, etc. e simplesmente colocar os filamentos dentro dele.

Formas comuns de estragar seu Filamento (e como consertar)?

Até agora, estivemos principalmente preocupados com a umidade, que é a maneira mais provável de estragar um carretel não usado. Nem precisa dizer que existem muitas outras maneiras pelas quais podemos estragar nossos filamentos, então vamos passar por cada uma delas.

Carretel de filamento emaranhado

Sério, é o problema mais comum que encontro como alguém que ganha uma parte decente da renda com impressão 3D. A operação de impressoras FDM é simples. Cada impressora obtém o filamento plástico de um carretel, que por sua vez está conectado a um suporte de carretel. A impressora puxa o filamento do carretel e o derrete em um fio fino com um bico quente.

O filamento plástico é realmente enrolado em um carretel de plástico ou metal na forma de bobinas circulares. Um carretel de 1 kg pode ter até cem bobinas. Uma extremidade do filamento é amarrada ao carretel e a outra extremidade é alimentada na impressora.

Sempre que for armazenar o filamento, certifique-se de inserir a ponta solta nos furos disponíveis na lateral do carretel para evitar que se emaranhe.

Se sua impressora receber seu filamento de um carretel emaranhado, provavelmente será incapaz de continuar empurrando o plástico pelo bico, travará no meio da impressão e todo o progresso será perdido. Este é um erro bastante irritante, demorado e custoso.

No entanto, emaranhados são bastante fáceis de evitar. Tudo o que você tem a fazer é nunca deixar a ponta solta do filamento livre. Se não estiver na impressora, deve estar na sua mão ou presa firmemente aos furos presentes nas bordas do carretel.

Se, no entanto, você descobrir que seu filamento emaranhou, simplesmente comece a desenrolá-lo do carretel manualmente e depois enrole o filamento você mesmo e coloque a ponta em um dos furos para que fique firme e apertado.

Mantenha seus filamentos longe de crianças, animais ou adultos irresponsáveis!

Ter um animal de estimação, crianças pequenas ou um visitante adulto irresponsável em casa representa um problema particular para proprietários de impressoras 3D.

O filamento é frio ao toque, parece um cabo brilhante, faz sons legais de zumbido quando se move e tem uma cor deliciosa. Você provavelmente já viu o que crianças ou animais podem fazer se colocarem as mãos em um rolo de papel higiênico sem graça; agora, imagine o que farão com um rolo de filamento brilhante e legal. Portanto, é melhor manter seus filamentos longe.

Danos do Sol

Como já estabelecemos, a maioria dos filamentos não é resistente a UV, e a exposição ao sol provavelmente os danificará com o tempo.

Às vezes, seus filamentos podem parecer bem, mas você pode realmente sentir ou ver que o material PLA ou ABS parece mais macio ou quebradiço, mais fino e mais maleável. E o pior de tudo, poderia potencialmente ter deformado a ponto de ficar tão quebradiço que poderia facilmente quebrar ou partir.

Danos do sol acontecem principalmente enquanto o filamento está sendo transportado ou armazenado perto de uma janela. Certamente é fácil evitar este problema.

O carretel está muito solto ou muito apertado no suporte de carretel da sua impressora

Um problema muito comum com impressão 3D é quando o suporte do carretel tem atrito tal que o carretel não pode se mover facilmente durante a impressão, causando problemas como camadas fracas, má adesão, ou até entupimentos e travamentos.

Para evitar isso, certifique-se de que o suporte do carretel possa se mover livremente e, ao mesmo tempo, não cause nenhum obstáculo à rotação do carretel quando a impressora puxa dele.

Não usar um guia de filamento

Um guia de filamento quase sempre consiste em um tubo de Teflon. Usá-lo para alimentar o filamento na sua impressora pode ajudar a manter seu filamento de se emaranhar e dá um pouco mais de tranquilidade enquanto você trabalha.

Pode ser muito útil para melhorar a qualidade das suas impressões, garantindo que a impressora 3D está extruindo o filamento reto e evitando que se emaranhe.

Conclusão

Depois de analisar cada um dos possíveis problemas, podemos concluir que a maioria deles não é apenas evitável, mas bastante fácil de prevenir.

Certifique-se de implementar estas recomendações no seu fluxo de impressão habitual e sempre reserve alguns segundos extras para armazenar seus filamentos corretamente.

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