Filamentos y Absorción de Humedad; ¡Guía completa!

¿Sabías que tus Filamentos pueden absorber humedad y que esto puede causar todo tipo de problemas? Bueno, tal vez llegaste a esta publicación porque de hecho tienes problemas repentinos de calidad al imprimir y crees que puede deberse a que el filamento está húmedo.

En este artículo repasaré los diferentes filamentos y qué tan higroscópicos son, es decir, cuánta humedad absorben y qué tan rápido la absorben, qué problemas suelen surgir al imprimir con filamento húmedo y cómo solucionarlos secando el filamento.

Entonces, sin más preámbulos, ¡comencemos!

¿Qué filamentos absorben la humedad?

Todos los filamentos termoplásticos FDM absorben humedad en cierta medida, unos más que otros, pero todos son higroscópicos. Por ejemplo, el PLA se hinchará hasta 40 micrones durante un período de exposición de 150 horas a altos niveles de humedad, mientras que el nailon, que es mucho más higroscópico, puede alcanzar su punto de saturación después de solo 24 horas de exposición.

Las instrucciones de almacenamiento de filamentos deben tomarse en serio porque si el filamento que está utilizando ha absorbido humedad, será visible en sus impresiones. La humedad crea burbujas en la boquilla de extrusión que da como resultado capas desiguales y, finalmente, una superficie de impresión que se parece a la cara llena de granos de un adolescente.

Esencialmente, no obtendrá las superficies de impresión suaves que buscaba si los filamentos que está utilizando están mojados.

Los diferentes tipos de filamentos absorben la humedad a diferentes velocidades, donde algunos absorben una gran cantidad de humedad mientras que otros, como HIPS, absorben muy poca. Los filamentos que absorben la humedad están etiquetados como higroscópicos y, a continuación, se muestra una lista de los diferentes tipos de filamentos ordenados desde el más higroscópico al menos.

La mayoría de los filamentos higroscópicos

1. PVA: Este filamento se utiliza principalmente para la impresión de soportes y generalmente se utiliza con impresoras de doble extrusión; Se usará una extrusora para crear los soportes de PVA mientras que la otra imprimirá el modelo 3D. El PVA es un excelente filamento de apoyo, ya que es soluble en agua y, como resultado, reduce el tiempo de posproducción.
2. Policarbonato: También conocido como PC, tiene grandes cualidades como la fuerza y ​​la resistencia al calor, pero al igual que otros filamentos, absorbe la humedad y debe tratarse con cuidado y almacenarse correctamente para evitar que se moje.
3. Nailon: A pesar de ser extremadamente resistente al calor y a los impactos, el nailon tiene un gran inconveniente:absorbe la humedad a un ritmo extremadamente rápido, ya que solo dos horas de exposición pueden dejarlo inutilizable.
4. PLA: Cuando no esté en uso, el PLA debe guardarse en recipientes herméticos. El filamento es muy popular debido a su facilidad de uso, pero no imprime tan bien una vez que se moja.
5. ABS: El ABS es un copolímero y se compone de tres monómeros diferentes:acrilonitrilo, butadieno y estireno. Tiene una tasa de absorción de humedad más lenta que el PLA, pero aun así debe almacenarse adecuadamente en un recipiente hermético.
6. PETG: El almacenamiento del filamento PETG es importante ya que es higroscópico. Aunque absorbe la humedad, la velocidad es mucho más lenta que otros tipos de filamentos, pero independientemente de esto, se debe evitar la exposición a la humedad en todo momento.
7. CADERAS: Originalmente creado como material de soporte, se está utilizando cada vez más como el principal filamento de impresión. De todos los tipos de filamentos, HIPS es el menos afectado por la humedad y algunos afirman que no es higroscópico.

Problemas de impresión con filamento húmedo

La impresión con filamento que ha absorbido la humedad crea una serie de problemas:

El filamento no solo puede hincharse cuando se expone a la humedad y aumentar el diámetro de 20 a 40 micrones, lo que puede alterar la impresión, sino que el filamento saturado de humedad causará retrasos en la extrusión y, luego, cuando se detenga la extrusión, el filamento seguirá saliendo por la boquilla. También puede hacer que la extrusora se atasque.

Puede haber algunos rastros de vapor provenientes de la extrusora y el filamento se volverá fibroso, lo que arruinará su impresión.

Esencialmente, la impresión con filamento húmedo hará que las impresiones salgan con una calidad inconsistente.

¿Cómo saber si un filamento ha absorbido humedad?

El filamento saturado de humedad será más frágil en el carrete y tendrá menos flexibilidad. Oirá crujidos y estallidos cuando el filamento se esté calentando en el extrusor e incluso puede notar un poco de vapor y burbujas a veces.

El filamento adquirirá una textura extraña que se notará con manchas y hilos cuando salga de la boquilla, lo que dará como resultado capas irregulares. Estos son los signos comunes de problemas de humedad, y si se detectan, es recomendable detener el proceso de impresión y secar bien el filamento antes de continuar.

¿Cuánto tarda el filamento en absorber la humedad?

El tiempo que tarda el filamento en absorber la humedad hasta su punto de saturación varía entre los diferentes tipos de filamentos, ya que el PLA y el nailon, por ejemplo, absorben la humedad a velocidades drásticamente diferentes. El PLA se hinchará hasta 40 micrones durante un período de exposición de 150 horas, mientras que el nailon, que es mucho más higroscópico, puede alcanzar su punto de saturación después de solo 24 horas de exposición.

En una prueba realizada en la que se mezcló PLA con un compuesto de caucho (RS), los resultados muestran la descomposición y la debilidad continua del PLA con absorción de humedad controlada.

La prueba indicó un debilitamiento gradual de la resistencia a la tracción de la pieza de prueba. La pieza también se colocó en condiciones de descomposición enzimática y las propiedades de tracción del compuesto PLA/RS disminuyeron rápidamente.

¿Qué filamentos no absorben la humedad?

Todos los filamentos termoplásticos absorben la humedad pero a diferentes velocidades, según los aditivos que se utilicen. Se dice que HIPS es el filamento que muestra la mayor resistencia a la absorción de humedad. Algunos afirman que no es higroscópico porque no se han registrado oficialmente signos de la degradación habitual relacionada con la absorción de humedad.

HIPS es un plástico muy fuerte y duradero y es similar en muchos aspectos al ABS, pero está clasificado como no higroscópico. HIPS se usa comúnmente en juguetes y estuches o cajas de CD, sin embargo, el uso más común de HIPS es como material de soporte para otros filamentos como el ABS, ya que se disuelve fácilmente en d-limoneno o aceite de naranja.

¿Cómo mantener el filamento seco?

Todos los filamentos deben almacenarse en bolsas de vacío o en recipientes herméticos con paquetes de gel de sílice para absorber la humedad, ya que esta es la única forma de garantizar que el filamento en sí se mantenga seco. Además, almacenar el filamento justo después de la impresión reducirá la exposición a la humedad y aumentará su vida útil.

Sin embargo, el filamento se puede secar, pero mantenerlo en un ambiente libre de humedad para empezar es la opción más segura.

Cómo secar filamento húmedo

El filamento húmedo se puede secar utilizando un dispositivo especializado llamado secador de filamentos, o incluso un deshidratador de alimentos normal. Sin embargo, para la mayoría de las personas, la forma más sencilla y eficaz es colocar la bobina de filamento en el horno durante al menos cuatro horas y un máximo de ocho horas, a una temperatura de 10 °C a 20 °C por debajo de la temperatura de transición vítrea del filamento (40 °C). -50C para PLA).

Aquí están los diferentes métodos con más detalle:

Con un secador de filamentos

Esta es la mejor opción a considerar, ya que ofrece un entorno libre de humedad controlado que garantizará que su filamento siempre esté seco y listo para imprimir.

Un sistema de secado de filamentos es fácil de operar y es relativamente económico. No solo seca el filamento, sino que también funciona como una instalación de almacenamiento segura.

Un ejemplo de ahorro de tiempo en el tiempo de secado es Sunlu Dryer BOX, que es uno de los secadores de filamentos más asequibles pero mejor evaluados; Por supuesto, estos dispositivos funcionan muy bien, pero no creo que sean necesarios en la mayoría de los casos, ya que son un poco excesivos.

En el horno

Este es uno de los métodos más utilizados por los entusiastas de la impresión 3D por el simple hecho de que todos tenemos un horno, y hasta cierto punto sí funciona.

Sin embargo, hay algunas cosas a considerar, principalmente que el filamento no debe exponerse a temperaturas cercanas a su temperatura de transición vítrea, y el proceso generalmente toma entre 4 y 8 horas para secar una bobina de PLA o Nylon en un horno eléctrico.

Además, usar un horno de gas puede funcionar, pero es mucho más difícil controlar la temperatura y también pueden tener puntos que son mucho más calientes que otros, lo que puede terminar arruinando tu bobina de filamento.

Deshidratador de alimentos

Usar un deshidratador de alimentos es una opción más segura que usar un horno convencional porque funciona a una temperatura más baja, pero aun así, no es la opción ideal debido al tiempo adicional que se requiere para secar el filamento correctamente.

¿El secado del filamento mejorará la calidad de impresión?

El filamento que ha absorbido la humedad y que se ha secado adecuadamente después funcionará tan bien como un filamento nuevo y completamente seco. La humedad en sí misma afectará la calidad de impresión, pero una vez que se haya retirado del filamento, funcionará como si nunca hubiera estado expuesto a la humedad.

¿Cómo afectará la humedad a las piezas impresas en 3D?

Una impresión de filamento 3D completa aún se verá afectada cuando se exponga a la humedad o se sumerja bajo el agua.

Se realizó un experimento utilizando PLA normal con una mezcla al 20 % de Carburo de Silicio (SiC), y la impresión se sumergió en agua destilada a 50 °C, que se degradó en 58 días.

El ejercicio se repitió con una mayor tasa de SiC y la impresión duró 140 días en las mismas condiciones. La estabilidad y la resistencia a la tracción aumentaron inicialmente con la adición de SiC, pero comenzaron a medir una disminución con cantidades más altas de SiC.

El ABS no se vio afectado inmediatamente y retuvo su resistencia a la tracción; sin embargo, la rigidez de la impresión disminuyó durante el proceso de envejecimiento mientras que la tensión de falla aumentó. Esto indicó que la impresión se ablandó por estar continuamente expuesta al agua.

Ahora, aparte del estudio, cuando lees lo que dicen otros fabricantes, parece que tienen opiniones y experiencias muy diferentes; Algunos afirman que su PLA se volverá quebradizo si se deja bajo el agua en cuestión de semanas, mientras que otros experimentan todo lo contrario, donde sus impresiones se sienten como nuevas incluso después de 3 años de permanecer bajo el agua.

Según mi experiencia, hay muchas condiciones diferentes que deben cumplirse para que las impresiones se vuelvan quebradizas cuando se dejan en el agua, como temperaturas del agua lo suficientemente altas, estar expuestas a la luz solar directa (probablemente el mayor culpable), etc.

Escribí una publicación sobre cómo el agua afecta las piezas impresas en 3D, principalmente PLA, así que asegúrate de revisarlo.

¿Cuál es la vida útil promedio de un carrete de filamento 3D?

De media, el filamento 3D tiene una vida útil de 2-3 años en su embalaje original, que suele estar sellado al vacío, y si se mantiene en las condiciones adecuadas. PLA o ABS pueden durar más de un año si se mantienen en condiciones óptimas (baja humedad, lejos de la luz solar y almacenados a temperaturas razonablemente bajas). El almacenamiento ideal debe tener un valor de humedad de 10-13%.

Si desea obtener más información sobre la vida útil promedio de los carretes de filamentos 3D y cuánto duran realmente para la impresión, consulte este artículo que escribí.

Conclusión

La humedad puede afectar y afectará tanto al filamento como a las piezas impresas en 3D, por lo que es tan importante almacenar el filamento correctamente en bolsas selladas al vacío o en recipientes herméticos sellados con paquetes de gel de sílice.

Si olvidó guardar su filamento y quedó expuesto a mucha humedad, ¡no se preocupe! Todavía se puede secar y reutilizar sin ningún problema, pero debes tratar de mantenerlo alejado de la humedad tanto como sea posible, ya que pegar el carrete de filamento durante 4 a 8 horas no es tan divertido.

¡Espero que esta información haya sido útil!

¡Que tengas un día maravilloso!

¿El filamento PLA absorbe la humedad?

La naturaleza higroscópica del PLA significa que absorberá la humedad cuando se deja expuesto durante largos períodos de tiempo sin almacenarse adecuadamente en un recipiente sellado con perlas de sílice o paquetes de gel de sílice. Una vez que el PLA haya absorbido la humedad, se volverá quebradizo y se romperá más fácilmente, y será más difícil imprimir con él. Sin embargo, hay formas de eliminar la humedad de un rollo de filamento que lo restaurarán a su estado original.

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