Por que o Filamento PLA Fica Frágil? Soluções Simples para Restaurar Qualidade de Impressão

Há pouco tempo, tentei imprimir com uma cor de filamento que não usava há algum tempo. Para minha surpresa, o filamento partiu várias vezes, e a qualidade final foi dececionante. Não preciso dizer que não tinha pensado em preservar corretamente o rolo durante o armazenamento. Se lhe aconteceu, pode também perguntar-se por que o seu filamento PLA ficou frágil.

O PLA pode ficar frágil se exposto à humidade, pois é filamento higroscópico (absorve humidade), mas a exposição a radiação UV (luz solar) danifica-o ainda mais, fazendo perder cor e ficar frágil, fraco e fácil de partir. Para evitar, armazenamento adequado é recomendado.

Por que o PLA fica frágil e parte?

A estrutura mecânica do PLA (Ácido Polilático) é conhecida por ser frágil, mas condições ambientais contribuem para o seu estado já frágil. O PLA é higroscópico e absorve humidade do ar, alterando a estrutura mecânica e tornando-o mais frágil.

Além disso, os raios UV do sol degradam tanto filamento como impressões em PLA. Finalmente, nem todo filamento PLA é fabricado e embalado aos mesmos padrões, então algumas marcas serão mais frágeis que outras.

Pode ter absorvido humidade

Como referido, o PLA é higroscópico, absorve humidade do ar fazendo-o inchar e alterar propriedades, resultando em complicações de impressão. Embora deva mencionar que PLA é menos higroscópico que Nylon ou TPU, ainda absorve humidade suficiente em curtos períodos para afetar negativamente a qualidade.

Filamento com humidade incha e pode encravar no tubo Bowden ou partir devido à tensão normal num filamento agora frágil. Além disso, a água no filamento ferve no extrusor, causando vapor que borbulha e estala, afetando a consistência do filamento extrudado. Estas complicações afetam a qualidade final. Veja a foto seguinte para ter ideia do impacto da humidade na qualidade.

Pode ter sido exposto a luz UV

Como referido, o maior culpado para o PLA ficar frágil e partir facilmente é o sol.

Deixar o rolo perto de janela com luz solar direta não afeta se for só um ou dois dias, mas deixe lá um ou dois meses, e começará a notar degradação, maioritariamente perda de cor.

Mas não é só isso: o PLA também fica mais fraco e frágil.

O PLA deve ser sempre guardado em recipiente vedado com algo que absorva humidade, como esferas de sílica, e nunca em luz solar direta.

Mais sobre como fazer recipiente de armazenamento no final.

Filamentos de baixa qualidade

Nem todos os fabricantes fazem filamentos aos mesmos padrões. Em muitos casos, ingredientes e processo são segredo para capturar maior quota de mercado. Está bem do ponto de vista negócio, mas é o consumidor desinformado que paga por filamento inferior vendido a preços "acessíveis".

Alguns corantes tornam o filamento frágil, noutros casos a embalagem e envio são culpados. Sendo biodegradável, uma vez aberto, especialmente em condições húmidas, a vida útil reduz drasticamente a menos que implemente medidas rigorosas de armazenamento.

Para garantir qualidade, encontre marca que produza filamento de qualidade e mantenha-se fiel. Pode experimentar outras marcas para criar o seu registo de melhores marcas. Apenas certifique-se que os seus processos de impressão estão em ordem e vá além para armazenar e preservar corretamente filamento e impressões.

Como imprimir com filamento PLA frágil

Imprimir com filamento frágil é como ser dummy de teste de colisão: vai falhar, e a impressão falhará. Mas se não sabe que o filamento ficou frágil além do normal e só descobre ao imprimir, pode tentar aumentar temperatura do bico na esperança de resolver o problema de humidade. Contudo, este truque nem sempre funciona de forma fiável, por isso recomendo não usar esse filamento até estar seco e em condições adequadas.

A comunidade acredita, com base na lógica, que remover humidade do filamento reverte o material ao estado original. Embora plausível e possível, há elemento de sorte.

Degradação ocorre naturalmente em produtos biodegradáveis de recursos naturais, e humidade e raios UV apenas aceleram. Em casos de absorção mínima de humidade e filamento dentro da validade, tentativas de recuperar são viáveis, e secar o filamento é definitivamente recomendado.

A vida útil do PLA depende muito do fabricante e qualidade geral. Contudo, se armazenado corretamente após abrir, pode esperar filamento utilizável até dois anos.

Nestas condições, é possível restaurar o filamento ao original, por isso vale a pena não só secar, mas também armazenar e usar corretamente.

Como secar filamento PLA

O filamento PLA tem vida útil, e há outros limites, um sendo absorção de humidade. Se absorção ocorreu por longo período e degradação se tornou permanente, secar não ajuda. Mas se absorção é mínima e recente, o filamento pode ser seco e devolvido ao estado normal.

Aqui estão formas usadas com sucesso para secar filamento até poder imprimir:

• Secador de filamento: Equipamento útil, especialmente em áreas com alta humidade como regiões costeiras. Aquece o filamento antes de usar, permitindo humidade evaporar. Temperatura sempre abaixo da transição vítrea (~65°C para PLA), então não derrete o filamento.
• Desidratador alimentar: Ideal porque temperaturas são adequadas para secar sem ultrapassar transição vítrea. Processo lento, mas resultados valem o tempo.
• Forno de convecção: Forno normal pode secar o filamento. Processo muito lento, 4 a 6 horas em média. Se não tem alternativa, regule forno entre 40–50°C se conseguir tão baixo. Também digo que provavelmente não é ideal usar mesmo forno para cozinhar, mas já fiz várias vezes.

Como impedir que o PLA absorva humidade

Independentemente da humidade média na sua área, é aconselhável armazenar filamento corretamente. Solução fácil: saco Ziploc com gel de sílica para absorver humidade no saco. Recipientes herméticos ou vedados com gel de sílica também são boa opção, talvez melhores.

Se tem sala dedicada para material 3D, desumidificador ajuda a controlar humidade. Obviamente depende de quanto filamento tem armazenado e frequência de impressão, pois entrar e sair aumenta humidade.

Proteger filamento de elementos externos deve ser prática padrão, e alimentar filamento na impressora não deve expô-lo desnecessariamente ao ar. Caixa de armazenamento com gel de sílica para controlar humidade pode ser usada, e filamento alimentado direto da caixa seca para o extrusor. Isto elimina literalmente problemas de humidade.

Bónus da caixa seca: a ponta do filamento passa por abertura dimensionada direto para o mecanismo de alimentação, o que, além de prevenir humidade, também evita que o filamento se emaranhe.

Como fazer caixa seca para filamento (Filament Dry Box)

Caixas secas para filamento são componente importante da impressão 3D pois garantem filamento perfeitamente preservado e pronto a usar. Embora seja essencialmente caixa hermética com gel de sílica para extrair humidade, designs melhorados incluem aquecedor para facilitar secagem.

Há várias empresas que fazem caixas secas aquecidas, mas pode facilmente fazer a sua por fração do preço, funcionando tão bem quanto modelos de marca.

A ideia principal: manter filamento seco e pronto a imprimir. A beleza de fazer a sua é poder desenhar para a sua atividade. Exemplo: se não imprime muito e raramente muda filamento, unidade menor serve. Se trabalha com 2-3 tipos, caixa maior aquecida funciona melhor.

Basicamente precisa destes itens baratos:

• Recipiente plástico grande o suficiente para os rolos que usa normalmente. De preferência tampa vedada para limitar fluxo de ar; não precisa ser 100% hermético pois ar aquecido precisa pequena saída.
• Sistema que permita rolo girar livremente na caixa. Rolos são usados, mas limitam tamanhos de rolo, então considere baseado nos tamanhos que usa.
• Medidor de temperatura e humidade para monitorar ambos.
• Aquecedor elétrico plano para répteis, colocado abaixo do rolo(s), normalmente a ~32°C.
• Esferas ou pacotes de sílica para absorver humidade. Esferas são laranja e ficam verdes quando saturadas. Podem ser secas no forno e, quando laranjas de novo, reutilizadas.
• Precisa furar o recipiente para filamento passar, e boa ideia prender tubo plástico padrão a cada saída para alimentar filamento direto no mecanismo da impressora. Isto mantém filamento quente ao entrar.

Pode ver este vídeo incrível da Becky Stern mostrando como fazer a sua própria caixa secadora:

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