¿Por qué el filamento PLA se vuelve quebradizo? ¡Vamos a resolverlo!

No hace mucho, intenté imprimir algo usando un color de filamento que no había usado en mucho tiempo. Para mi sorpresa, el filamento se rompió varias veces y la calidad general de la impresión resultante fue decepcionante. No hace falta decir que no había pensado mucho en preservar adecuadamente el carrete mientras estaba almacenado. Si le sucedió a usted, es posible que también se pregunte por qué su filamento PLA se volvió quebradizo.

El PLA puede volverse quebradizo si se expone a la humedad, ya que es un filamento higroscópico, lo que significa que absorbe la humedad, pero estar expuesto a la radiación ultravioleta (luz solar) lo dañará aún más, lo que hará que pierda su color y se vuelva quebradizo, débil y fácil de encajar. Para evitar esto, se recomienda un almacenamiento adecuado.

¿Por qué el PLA se vuelve quebradizo y se rompe?

Se sabe que la estructura mecánica del PLA o ácido poliláctico es frágil, pero las condiciones ambientales contribuirán, y lo hacen, a su estado ya frágil. El PLA es higroscópico y absorbe la humedad de la atmósfera, lo que cambia su estructura mecánica haciéndola más quebradiza.

Además de esto, los rayos UV del sol descomponen tanto el filamento PLA como las impresiones. Finalmente, no todos los filamentos de PLA se fabrican y empaquetan con el mismo estándar, por lo que, como resultado, algunos tipos de marca serán más frágiles que otros.

Puede haber absorbido humedad

Como se mencionó, el PLA es higroscópico, lo que significa que absorbe la humedad del aire, lo que hace que se hinche y altere sus propiedades, lo que puede provocar complicaciones en la impresión. Aunque debe mencionarse que el PLA es menos higroscópico que el nailon o el TPU, aún puede absorber suficiente humedad durante períodos cortos para afectar negativamente la calidad de impresión.

El filamento cargado de humedad se hincha y puede atascarse en el tubo de alimentación Bowden o romperse debido a la tensión normal en un filamento ahora frágil. Además, el contenido de agua en el filamento hierve en la extrusora, lo que genera vapor que burbujea y revienta y afectará la consistencia del filamento extruido. Estas complicaciones de impresión afectarán en última instancia a la calidad de la impresión. Solo eche un vistazo a la siguiente foto para tener una idea del impacto que la humedad puede tener en la calidad general de impresión.

Es posible que haya estado expuesto a la luz ultravioleta

Como mencioné anteriormente, el mayor culpable cuando se trata de que el PLA se vuelva quebradizo y se rompa fácilmente, es el sol.

Dejar el rollo de filamento cerca de una ventana bajo la luz directa del sol no lo afectará si es solo por uno o dos días, pero déjalo allí por uno o dos meses y comenzarás a notar cierta degradación, principalmente en forma de color. pérdida.

Sin embargo, eso no es todo lo que le sucede al PLA cuando está en contacto con el sol, ya que también se vuelve más débil y quebradizo.

El PLA siempre debe almacenarse en un recipiente sellado con algo que absorba la humedad, como perlas de sílice, y nunca debe estar expuesto a la luz solar directa.

Más información sobre cómo hacer un contenedor de almacenamiento para su filamento al final de esta publicación.

Filamentos de baja calidad

No todos los fabricantes fabrican filamentos 3D con los mismos estándares. En muchos casos, los ingredientes y el proceso se mantienen en secreto para captar una mayor cuota de mercado. Todo esto está muy bien desde una perspectiva empresarial, pero es el consumidor desinformado el que paga el precio de un filamento inferior que se vende a precios "asequibles".

Algunos tipos de tintes de color hacen que el filamento se vuelva quebradizo, mientras que en otros casos, el embalaje y el envío del filamento tienen la culpa. Al ser un producto biodegradable, una vez abierto, especialmente en condiciones de humedad, la vida útil se reduce considerablemente a menos que se implementen medidas estrictas de almacenamiento.

Para garantizar la calidad del filamento que está utilizando, lo mejor es encontrar una marca que produzca filamento de calidad y quedarse con esa marca. Puede experimentar con otras marcas para crear su propio registro de experiencia de las mejores marcas para usar. Solo asegúrese de tener sus procesos de impresión 3D en orden y siempre haga un esfuerzo adicional para almacenar y preservar correctamente su filamento e impresiones.

Cómo imprimir con filamento PLA quebradizo

Imprimir con filamento quebradizo es como convertirse en un maniquí de prueba de choque; se bloqueará y su impresión fallará. Pero, por otro lado, si no es consciente del hecho de que el filamento se ha vuelto quebradizo más allá del uso normal y solo lo descubre al imprimir, entonces puede intentar aumentar la temperatura de la boquilla con la esperanza de deshacerse del problema de la humedad. Sin embargo, este pequeño truco no siempre funciona de manera confiable, por lo que tiendo a recomendar no usar ese filamento hasta que esté seco y en las condiciones adecuadas nuevamente.

La comunidad gráfica mantiene la idea, algo basada en la lógica, que afirma que al quitar la humedad del filamento, el material volverá a su estado original. Aunque esto es plausible y posible, hay un cierto elemento de suerte involucrado.

La degradación ocurre naturalmente con productos biodegradables hechos de recursos naturales, y la humedad y los rayos UV simplemente aceleran el proceso. En los casos en los que la absorción de humedad es mínima y el filamento todavía está dentro de su vida útil, es muy factible intentar salvar el filamento y definitivamente se recomienda intentar secar el filamento.

La vida útil del PLA depende mucho del fabricante y de la calidad general del filamento. No obstante, si se almacena correctamente después de abrir el paquete, puede esperar que su filamento siga usándose hasta por dos años.

En estas condiciones, es posible restaurar el filamento a su estado original, por lo que definitivamente vale la pena el esfuerzo no solo de secar el filamento, sino también de almacenarlo y usarlo correctamente.

Cómo secar filamento PLA

El filamento PLA tiene una vida útil y existen otros umbrales que limitan el uso del filamento, uno de los cuales es la absorción de humedad. Si dicha absorción ha tenido lugar durante un largo período de tiempo y la degradación se ha vuelto permanente, entonces el secado del filamento no ayudará. Pero si la absorción de humedad es mínima y se ha producido durante un breve período de tiempo, el filamento se puede secar y devolver a su estado normal.

Aquí hay algunas formas que se han utilizado para secar con éxito el filamento hasta el punto en que todavía está bien para imprimir.

• Secador de filamentos: Un secador de filamentos es un equipo útil, especialmente si se encuentra en un área con altos niveles de humedad, como las regiones costeras. Un secador de filamentos calienta el filamento antes de usarlo y, al hacerlo, permite que se evapore la humedad. La temperatura siempre está por debajo de la temperatura de transición vítrea del filamento (aproximadamente 65 °C para PLA), por lo que no tienes que preocuparte por derretir el filamento en la secadora.
• Deshidratador de alimentos: El uso de un deshidratador de alimentos es realmente ideal porque las temperaturas conducen al secado sin romper la temperatura de transición vítrea del filamento. El proceso será lento, pero los resultados valen la pena.
• Horno de convección: Se puede usar un horno de convección normal para hornear y secar el filamento. El proceso es muy lento y debe tomar de cuatro a seis horas en promedio para secar el filamento. Si no tiene otra alternativa, debe configurar la temperatura del horno entre 40 °C y 50 °C si se puede configurar tan bajo. También debo decir que probablemente no sea óptimo usar el mismo horno para cocinar los alimentos, pero ciertamente lo hice varias veces.

Cómo evitar que el PLA absorba humedad

Independientemente de los niveles de humedad promedio en su área, es recomendable almacenar su filamento correctamente. Una solución fácil es usar una bolsa Ziploc con gel de sílice para absorber la poca humedad atrapada en la bolsa. Los recipientes herméticos o sellados con gel de sílice también son una buena opción y podrían ser incluso mejores para el almacenamiento.

Si tiene una habitación designada para su material 3D, usar un deshumidificador ayudará a controlar la humedad. Obviamente, esto dependerá de la cantidad de filamento que tenga almacenado y de la frecuencia con la que imprima, ya que entrar y salir de la habitación aumentará la humedad.

Proteger su filamento de elementos externos debe ser una práctica estándar, y dispensar el filamento en la impresora no debe exponerlo innecesariamente al aire libre. Se puede usar una caja de almacenamiento con gel de sílice para controlar la humedad, y el filamento se alimentaría directamente desde la caja seca a la extrusora. Esto eliminará literalmente cualquier problema de humedad que haya tenido.

La ventaja de usar una caja seca es que el extremo del filamento se alimenta a través de una abertura dimensionada directamente al extrusor, lo que además de evitar que el filamento se humedezca, también evitará que se enrede.

Cómo hacer una caja Filament Dry

Las cajas secas de filamentos son un componente importante de la impresión 3D, ya que garantizan que su filamento esté perfectamente conservado y listo para usar. Aunque una caja seca es, en esencia, solo una caja hermética con gel de sílice para extraer la humedad de la caja, los diseños mejorados incluyen un calentador para facilitar el proceso de secado.

Hay varias compañías (marcas) que fabrican cajas secas calientes, pero usted puede hacer fácilmente su propia caja seca caliente por una fracción del precio, y funcionará tan bien como los modelos de marca.

La idea principal es mantener el filamento seco y listo para imprimir. La belleza de hacer su propia caja seca calentada es que puede diseñarla para que se adapte a su actividad de impresión 3D. Por ejemplo, si no imprime demasiado y rara vez cambia los tipos o colores de filamentos, entonces una unidad más pequeña servirá para su propósito. Por el contrario, si trabajas con dos o tres tipos diferentes de filamento, una caja seca calentada más grande funcionará mejor.

Lo que básicamente necesitará para construir su propia caja seca calentada son los siguientes artículos económicos:

• Un recipiente de plástico lo suficientemente grande como para albergar la cantidad de bobinas con las que normalmente trabaja. El contenedor debe tener preferiblemente una tapa sellada para limitar el flujo de aire; sin embargo, no es necesario que el recipiente sea 100 % hermético, ya que el aire caliente necesitará una pequeña salida.
• Un sistema que permite que la bobina de filamento ruede libremente en la caja. Los rodillos se usan a menudo, pero esto limita los tamaños de carrete que puede usar en la caja, por lo que se requiere consideración en función de los tamaños de carrete que use.
• Un indicador de temperatura y humedad para que pueda monitorear ambos valores.
• Un calentador eléctrico plano para reptiles que se coloca debajo del carrete o carretes, que normalmente se ajusta a unos 32 °C.
• Perlas o paquetes de sílice para absorber la humedad. Las perlas de sílice son de color naranja y se vuelven verdes cuando están saturadas de humedad. Se pueden secar en el horno y, cuando vuelvan a ponerse naranjas, se pueden reutilizar.
• Tendrá que taladrar orificios en el contenedor para que pase el filamento, y es una buena idea conectar un tubo de plástico estándar a cada salida que pueda alimentar el filamento directamente al mecanismo de alimentación de su impresora. Esto mantendrá caliente el filamento cuando entre en la impresora.

Puedes ver este increíble video de Becky Stern que muestra cómo hacer tu propia caja secadora de filamentos:

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