Bisakah PLA tua diperbaiki?

Terinspirasi oleh pertanyaan lain dan karena kenyataan bahwa beberapa filamen saya akan menghadapi masalah yang sama ketika saya akan menggunakannya lagi, saya ingin tahu apakah ada penerima terbukti untuk menghilangkan air yang telah dimasukkan ke filamen PLA dari kelembaban? Kita tahu filamen memiliki paparan kelembaban terlalu banyak ketika mendengar kepulan kecil selama ekstrusi dan / atau cetakan yang lebih rapuh.

Saya tahu tentang saran untuk memanaskan air keluar dari filamen pada suhu jauh di bawah suhu transisi gelas, tetapi dapatkah seseorang memberikan pengetahuan langsung atau bahkan bukti?

Cara termudah untuk menyegarkan filamen adalah udara panas, meskipun ada opsi lain.

Ada tingkat kelembaban pemrosesan lelehan optimal untuk setiap plastik, biasanya dalam kisaran 0,1-0,2% berat air. Tetapi kadar air kesetimbangan dari sebagian besar plastik di udara lembab bisa lebih seperti 1%. Sebagai akibatnya, dehidrasi udara panas adalah praktik standar untuk menyiapkan pelet plastik untuk ekstrusi dalam industri. Hampir setiap produk plastik injeksi-cetakan dan diekstrusi di dunia - termasuk filamen printer 3d - dibuat dengan pelet pra-kering. Udara panas ditiupkan melalui pelet sampai mereka berada di bawah batas kelembaban.

Plastik yang berbeda mentolerir ekstrusi dengan jumlah kelembaban yang berbeda, dan menyerap jumlah kelembaban yang berbeda pula. Mereka juga dapat mentolerir suhu pengeringan yang berbeda. Jadi, kondisi penyimpanan dan pengeringan yang ideal bervariasi menurut bahan.

• PLA menyerap kelembaban yang relatif sedikit, tetapi dalam lingkungan lembab dapat mengakumulasi kadar air yang cukup untuk menyebabkan gelembung uap selama ekstrusi. Dalam beberapa kasus, gelembung uap dapat menyebabkan kemacetan ujung panas. Basah ekstrem telah diketahui menyebabkan pembengkakan yang dapat meningkatkan tarikan umpan filamen. Dapat diperdebatkan apakah basah benar-benar menyebabkan kerapuhan, atau jika itu merupakan masalah penuaan yang terpisah. Orang-orang yang menjaga rumah mereka di bawah ~ kelembaban relatif 50% biasanya tidak memiliki masalah. Meninggalkan PLA di lingkungan kering selama satu atau dua minggu harus cukup mengeringkannya, atau dipanaskan dengan lembut hingga sekitar 120F / 50C selama beberapa jam. (Beberapa orang mengeringkannya lebih panas. Tapi itu berisiko merusak filamen.)
• ABS juga tidak menyerap banyak air, tetapi mungkin sedikit lebih dari PLA. Ini juga mengalami gelembung uap, tapi itu biasanya satu-satunya masalah. Rumah di bawah ~ 45% RH biasanya tidak memiliki masalah. Menyimpan ABS dengan gel silika segar selama beberapa minggu akan mengeringkannya. Atau dapat dikeringkan dengan oven hingga sekitar 180F / 80C selama beberapa jam. HIPS dapat diperlakukan sama.
• Jenis PET yang digunakan dalam botol plastik dengan cepat terdegradasi menjadi tar dengan hidrolisis ketika dilebur dengan kadar air yang signifikan. Jadi filamen PETG secara khusus dicampur untuk menyerap lebih sedikit air dan menjadi lebih sedikit rusak oleh air daripada PET. Tetapi masih ada kemungkinan gelembung dan untaian keruh karena ekspansi uap pada suhu yang lebih tinggi, dan ada beberapa bukti bahwa PETG basah menghasilkan cetakan yang lebih lemah dan lebih rapuh daripada PETG kering. Campuran produsen yang berbeda membutuhkan kondisi yang berbeda: beberapa orang melaporkan Taulman t-glase membutuhkan pengeringan oven dan penyimpanan yang hati-hati sementara Esun PETG cukup toleran terhadap tingkat kelembaban rumah yang normal. Pengeringan oven pada suhu 150F / 65C harus bekerja dengan baik.
• Nilon menyerap sejumlah besar air, yang menyebabkannya membengkak, menghasilkan gelembung uap besar, terlihat keruh, melengkung lebih banyak, dan lebih sedikit menempel pada nilon yang dikeringkan dengan benar. Hampir tidak bisa dicetak saat basah. Itu harus dikeringkan dengan oven pada sekitar 150F / 65C selama 4+ jam - pengering tidak akan menghilangkan kelembaban yang cukup dari itu. Bahkan, nilon akan menarik air dari gel silika bekas! Setelah kering, harus disimpan dengan desikan yang agresif (baik silika kering tulang atau lebih disukai kalsium klorida). Hanya butuh beberapa jam eksposur ke udara untuk menjadi terlalu lembab. Membangun sistem umpan drybox tertutup sangat dianjurkan untuk menghindari waktu yang terbuka selama dan di antara cetakan.
• Polycarbonate mirip dengan nilon yang merupakan penyerap air yang agresif. Ini akan terlihat keruh, menghasilkan gelembung uap, meleleh lebih banyak, dan memberikan ikatan lapisan yang sangat buruk saat basah. Ini harus dikeringkan dengan oven pada suhu 180F / 80C jika pada gulungan plastik (hingga 250F / 120C jika dikeringkan sendiri) selama 4+ jam dan kemudian disimpan dalam kotak kering dengan pengering agresif seperti nilon. Perhatikan bahwa beberapa campuran PC modern seperti Esun ePC kurang rentan terhadap penyerapan air, dengan mengorbankan beberapa penurunan sifat mekanik.
• PVA pada dasarnya dihancurkan oleh kelembaban udara, karena secara harfiah larut dalam air. Simpan di dalam kotak kering dengan pengering yang agresif setiap saat.

Filamen komposit harus diperlakukan seperti bahan dasar.

Beberapa pilihan pengeringan dan pencegahan:

• Oven : Pengaturan "hangat" biasanya akan bekerja dengan cukup baik. Biarkan oven panaskan dan diamkan sebentar, dan ukur suhu dengan termometer oven atau termokopel yang baik. Lindungi filamen dari pemanasan langsung berseri-seri dan hot spot dengan aluminium foil, lembaran kue, dll. Oven listrik akan lebih cepat kering daripada oven gas, karena membakar gas alam menghasilkan kelembaban tambahan. Jangan meninggalkan oven tanpa pengawasan jika menggunakan suhu di atas titik kaca filamen, atau hal-hal buruk dapat terjadi!
• "Ember ringan" : Ember plastik 5 galon dengan bola lampu pijar di dalamnya adalah cara yang cukup efektif untuk menghangatkan filamen suhu rendah seperti PLA untuk pengeringan atau penyimpanan jangka menengah. Biarkan tutupnya sedikit terbuka jika mengering.
• Dehidrator makanan : Berfungsi dengan baik. Setel suhu sesuai suhu oven di atas. Tantangan utama adalah mendapatkan ruang yang cukup besar di dalam untuk spool filamen.
• Desikan : Agar desikan dapat mengeringkan filamen secara aktif, desikan harus jauh lebih menarik bagi air daripada filamen. Dan afinitas terhadap air adalah fungsi dari seberapa basah material yang sudah ada. Itu berarti pengering kering dapat dengan mudah menarik air dari filamen yang sangat basah, tetapi pengering basah benar-benar dapat memberikan air kepada filamen! Pengering indikator yang dapat diisi ulang (seperti Eva-Dry E-333unit) sangat ideal. Ini juga penting untuk memiliki pengering CUKUP: gel silika hanya dapat menyerap 10% dari beratnya dalam air pada 20% RH. Itu berarti untuk menarik 1% kadar air dari spul basah 1kg, Anda harus mulai dengan setidaknya 100 g silika kering tulang yang baru dipanggang! Silika "bekas" pada dasarnya tidak berguna, sudah mengandung terlalu banyak air untuk ditarik lagi dari filamen. Tapi Anda bisa mengeringkan kembali silika dalam oven. 250F / 120C selama 6 jam harus aman untuk semua jenis gel silika, tetapi pengeringan yang lebih agresif (termasuk pengeringan gelombang mikro) dimungkinkan untuk beberapa gel silika. Ikuti instruksi pabrik gel.
• Beras : Tidak berfungsi. Ini pada dasarnya mitos bahwa beras memiliki daya pengeringan. Satu kantong beras yang Anda beli di toko sudah cukup dekat dengan keseimbangan kelembaban dengan udara, sehingga memiliki kapasitas minimal untuk menarik air dari filamen (atau iPhone yang basah, dalam hal ini). Jika Anda mengeringkan nasi dalam oven untuk mengusir airnya terlebih dahulu, ia akan bekerja sampai batas tertentu, tetapi gel silika jauh lebih efektif.
• Kitty litter : Silica gel style kitty litter hampir identik dengan desiccant silica gel. Seperti nasi, ini hampir jenuh ketika Anda membuka wadah, tetapi bisa dikeringkan dalam oven untuk menjadi pengering curah yang bagus dan murah. Kotoran kucing tipe tanah liat tidak seefektif ini. Berhati-hatilah untuk mendapatkan kotoran kucing di seluruh filamen Anda.
• Penyimpanan kering Kotak plastik tebal dengan segel kedap udara lebih disukai. Cari kode daur ulang 2 (HDPE) atau 5 (PP) pada kotak. 5 galon ember dengan tutup penyegelan juga berfungsi dengan baik. Ziplock dan kantong plastik tipis lainnya lebih baik daripada tidak sama sekali, tetapi permeabel terhadap air (ya, benar-benar) dan hanya dapat diandalkan selama ada pengering segar di dalam tas. Drybox akrilik / plexiglas telah dijual oleh berbagai orang, tetapi akrilik sangat permeabel terhadap air, jadi saya tidak merekomendasikan opsi itu.
• Penyejuk udara : Cukup menjaga udara di lingkungan pencetakan Anda cukup kering akan melindungi PLA dan ABS dan filamen penyerapan rendah lainnya. Mungkin membantu untuk membeli monitor kelembaban untuk mendapatkan pemahaman tentang kelembaban sekitar Anda.

Sekarang, mengingat pertanyaan asli di sini, penting untuk dicatat bahwa kadar air bukan satu-satunya cara filamen dapat menua atau rusak. PLA khususnya cenderung rapuh dari waktu ke waktu. Ada berbagai teori mengapa ini terjadi. Salah satunya adalah penuaan kimia secara bertahap karena poli (asam laktat) bukan polimer yang sangat stabil. Kelembaban dapat berkontribusi pada proses penuaan itu, tetapi penuaan kimiawi yang sebenarnya tidak akan dapat diubah bahkan jika filamennya kemudian dikeringkan. Berapa banyak ini terjadi harus tergantung pada campuran polimer spesifik dan kondisi penyimpanan.

Teori lain untuk penuaan PLA adalah bahwa tekanan ekstrusi filamen sisa (dari ditarik ke diameter yang benar dan cepat padam dalam bak air) perlahan-lahan merayap dari waktu ke waktu. Siapa pun yang telah menempatkan bagian PLA di bawah beban berat selama lebih dari beberapa minggu akan melihat PLA merayap. Ini adalah polimer yang agak aneh karena akan "merayap ke kegagalan" dan retak pada mulur merayap yang sangat rendah daripada semakin terdeformasi dengan cara ulet seperti kebanyakan bahan yang cenderung merayap. Jadi, jika PLA memiliki tekanan signifikan yang terkunci dari proses ekstrusi awal (yang sangat umum), ia dapat merangkak ke dalam susunan molekul polimer yang lebih rapuh dari waktu ke waktu. Itu akan menjelaskan efek penuaan, dan itu akan menjelaskan mengapa "pengeringan" kadang-kadang meremajakan PLA:

Menyimpan PLA dalam kunci zip plastik bersama dengan Silica Gel membantu dengan ekstraksi air dari PLA. Jika Anda tidak memiliki gel silika, butiran beras bisa menjadi cara lain untuk memenuhi tujuan tersebut.

Ketahuilah bahwa tas zip-lock mungkin tidak sepenuhnya kedap udara atau mungkin kedap kelembaban - tetapi jauh lebih baik daripada tidak sama sekali.

Saya memiliki vacuum bagger makanan, dan memiliki kantong ritsleting tipe disegel vakum dan menempatkannya di lemari es, di mana mereka tidak mempertahankan cocok ketat mereka, yaitu udara merembes masuk.

Saya belum melakukan penelitian, tetapi tas yang ditandai untuk lemari es harus lebih baik, saya tahu mereka lebih tebal.

"America's Test Kitchen" mencoba berbagai tas, dan menyukai tas freezer ritsleting ganda merek Ziploc. Saya kagum, gulungan filamen "hanya" cocok dengan kantong galon (YAY!).

Jika Anda bisa mendapatkan kantong penyedot makanan yang sebenarnya cukup besar untuk spool untuk penyimpanan jangka panjang, ini adalah cara terbaik.

Saya senang mengetahui apa yang saya HARUS ketahui, yaitu bahwa UV dapat menjadi faktor - dan sampai sekarang telah menyimpan filamen saya di dalam jendela timur yang mendapat sinar matahari.

Kalsium klorida adalah bahan pengering yang sangat baik - sering dijual sebagai "lemari dehumidifier", atau di daerah beriklim dingin, sebagai "garam" kantong-es yang sangat murah ("bahan-bahannya") (lihat bahan-bahannya).

Dalam menyerap kelembaban, CaCl ₂ genangan air, dan berbahaya seperti kulit, jadi pastikan Anda mengosongkan cairan dan sesekali menyegarkan kristal.

Pengukur kelembaban US $ 7 dapat dibeli (Amazon, eBay, dll) dan ditempatkan dalam wadah dengan filamen dan pengering untuk melihat bagaimana kinerjanya.

/ Ward C, penemu Xmodem & BBSs

Perlu diingat oven gas menghasilkan air ketika gas dibakar, sehingga tidak seefektif oven listrik untuk pengeringan.

Pengering silika sangat baik untuk pengeringan filamen, tetapi Anda ingin setidaknya beberapa manik-manik pengering jenis "menunjukkan". Itu mereka menunjukkan perubahan warna ketika jenuh dengan kelembaban. Pengering silika dapat diisi ulang dalam oven 220 ° F (104 ° C), dan dapat bertahan pada suhu yang lebih tinggi dari filamen, dan ia mengeluarkan air ketika hangat meskipun banyak terdapat dalam oven gas. Menunjukkan silika biasanya biru atau oranye kering, merah muda atau hijau saat basah. Jika Anda memiliki manik-manik silika putih dengan hanya sedikit persentase manik-manik yang menunjukkan di dalamnya, mereka akan menyamakan dalam kelembaban sehingga manik-manik menunjukkan dapat dipercaya untuk menunjukkan untuk seluruh batch. Silika non-penunjuk lebih murah dan dapat dibubuhi dengan sedikit manik-manik penunjuk.

Saya menggunakan "tas besar" ritsleting ganda besar x ~ besar (~ 5 galon) dengan seluruh persediaan filamen saya di dalamnya, bersama dengan tas kain yang memuat 2,5 pon manik-manik silika yang menunjukkan. Bahkan jika segel ziploc tidak sempurna, silika akan mempertahankan kelembaban rendah sampai habis. Itu dinilai untuk mengurangi kelembaban hingga 40% dan menahan 40% berat dalam air (bukan 10% yang disebutkan di atas, 40% air di masa lalu dan kelembaban akan naik melewati 40%), tetapi di rumah saya 46% rh (kelembaban relatif) saya , tas filamen saya turun menjadi 15% rh dalam 20 menit (diukur dengan meter kelembaban HVAC). Silika 2,5 pon (1,1 kg) dapat menyerap 1 pon air (0,45 kg). Anda dapat menimbang silika Anda untuk mendapatkan indikasi berapa banyak air di dalamnya. Saya menyimpan filamen saya di ruang hampa selama seminggu sementara saya menunggu pesanan pengering saya tiba, jadi filamennya cukup kering sebelum saya mengisi tas. Ruang vakum tidak praktis untuk penyimpanan karena Anda harus mengosongkannya setiap kali Anda membukanya, dan itu tidak tahan banyak.

Saya telah mengubah PLA yang tidak dapat digunakan menjadi filamen yang dicetak dengan baik dengan memasukkannya ke dalam oven kering selama beberapa jam. Saya telah menggunakan 90 derajat C (194 derajat F), yang mungkin terlalu panas karena mendistorsi filamen bulat menjadi rata karena filamen melunakkan dan mengurangi tekanan. Itu dicetak dengan baik. Mungkin 70 derajat C (158 derajat F) tidak akan merusak bentuk filamen.

Hari ini saya memiliki tempat sampah plastik besar dengan gulungan filamen dan tiga kartrid pengeringan yang dapat diisi ulang yang berubah warna. Begitu terlihat selain benar-benar kering, saya pasang untuk mengisi ulang. Mungkin tidak cukup untuk PETG dan Nylon - saya belum punya banyak pengalaman.