Czy stare PLA można odnowić?

Zainspirowany innym pytaniem oraz z uwagi na fakt, że niektóre moje filamenty napotkają ten sam problem, kiedy użyję ich ponownie, chciałem wiedzieć, czy istnieją sprawdzone przepisy na pozbycie się wody, która została włączona do filamentu PLA z wilgoci? Wiadomo, że filament był zbyt narażony na wilgoć, słysząc małe zaciągnięcia podczas wytłaczania i / lub więcej kruchych wydruków.

Wiem o sugestiach podgrzewania wody z filamentu w temperaturze znacznie poniżej temperatury zeszklenia, ale czy ktoś może dostarczyć wiedzę z pierwszej ręki, a nawet dowód?

Najłatwiejszym sposobem odświeżenia filamentu jest gorące powietrze, chociaż istnieją inne opcje.

Dla każdego tworzywa sztucznego istnieje optymalny poziom wilgotności przy przetwarzaniu w stanie stopionym , zwykle w zakresie 0,1-0,2% zawartości wody wagowo. Ale równowaga wilgotności większości tworzyw sztucznych w wilgotnym powietrzu może wynosić więcej niż 1%. W konsekwencji odwodnienie gorącym powietrzem jest standardową praktyką przygotowania plastikowych granulek do wytłaczania w przemyśle. Prawie każdy produkt z tworzywa sztucznego formowany wtryskowo i wytłaczany na świecie - w tym filament do drukarki 3D - jest wykonany z wstępnie wysuszonych granulek. Gorące powietrze jest wdmuchiwane przez granulki, dopóki nie osiągną granicy wilgotności.

Różne tworzywa sztuczne tolerują wytłaczanie z różną ilością wilgoci i pochłaniają różne ilości wilgoci. Mogą również tolerować różne temperatury suszenia. Zatem idealne warunki przechowywania i suszenia różnią się w zależności od materiału.

• PLA pochłania stosunkowo mało wilgoci, ale w wilgotnym środowisku może gromadzić wystarczającą ilość wody, aby podczas wytłaczania powodować powstawanie pęcherzyków pary. W niektórych przypadkach pęcherzyki pary mogą przyczyniać się do zacinania się gorącego końca. Wiadomo, że ekstremalne zawilgocenie powoduje pęcznienie, które może zwiększać opór zasilania filamentu. Można dyskutować, czy wilgoć faktycznie powoduje kruchość, czy jest to osobny problem starzenia. Ludzie, którzy utrzymują swoje domy poniżej ~ 50% wilgotności względnej, zwykle nie mają żadnych problemów. Pozostawienie PLA w suchym środowisku na tydzień lub dwa powinno odpowiednio ją ponownie wysuszyć lub można go delikatnie podgrzać do około 120F / 50C przez kilka godzin. (Niektórzy ludzie suszą go cieplej. Ale grozi to deformacją filamentu.)
• ABS również nie pochłania bardzo dużo wody, ale może trochę więcej niż PLA. Występują również bąbelki pary, ale zwykle jest to jedyny problem. Domy poniżej ~ 45% RH zwykle nie mają problemów. Przechowywanie ABS ze świeżym żelem krzemionkowym przez kilka tygodni spowoduje jego wysuszenie. Lub może być suszony w suszarce do około 180F / 80C przez kilka godzin. HIPS można traktować tak samo.
• Rodzaj PET stosowany w plastikowych butelkach ulega szybkiej degradacji do smoły przez hydrolizę po stopieniu z jakąkolwiek znaczącą zawartością wody. Więc PETG włókna mieszane są specjalnie do wchłaniania mniejszej ilości wody i być mniej uszkodzone przez wodę niż PET. Ale nadal istnieje możliwość powstawania pęcherzyków i mętnych pasm z powodu ekspansji pary w wyższych temperaturach, i istnieją pewne dowody na to, że mokry PETG wytwarza słabsze, bardziej kruche wydruki niż suche PETG. Mieszanki różnych producentów wymagają różnych warunków: niektórzy twierdzą, że t-glaza Taulman wymaga suszenia w piekarniku i ostrożnego przechowywania, podczas gdy Esun PETG jest dość tolerancyjny dla normalnego poziomu wilgotności w domu. Suszenie w piekarniku w temperaturze 150F / 65C powinno działać dobrze.
• Nylon pochłania ogromną ilość wody, co powoduje jego pęcznienie, wytwarzanie masywnych bąbelków pary, wyglądanie na zachmurzone, bardziej wypaczać i przylegać mniej niż odpowiednio wysuszony nylon. Jest prawie niezadrukowalny, gdy jest mokry. Powinien być suszony w piekarniku w temperaturze około 150F / 65C przez ponad 4 godziny - środek pochłaniający wilgoć nie usunie z niego wystarczającej ilości wilgoci. W rzeczywistości nylon wyciągnie wodę ze zużytego żelu krzemionkowego! Po wyschnięciu należy go przechowywać z agresywnym środkiem osuszającym (krzemionka sucha w kości lub najlepiej chlorek wapnia). Nadmierna wilgotność powietrza zajmuje tylko kilka godzin. Zdecydowanie zaleca się zbudowanie zamkniętego systemu podawania suchego pojemnika, aby uniknąć narażonego czasu podczas i między wydrukami.
• Poliwęglan jest podobny do nylonu, ponieważ jest agresywnym pochłaniaczem wody. Będzie wyglądać mętnie, wytwarzać bąbelki pary, więcej wypaczać i zapewniać bardzo słabe wiązanie warstw, gdy będzie mokry. Powinien być suszony w suszarce w temperaturze 180 ° F / 80 ° C na plastikowej szpuli (do 250 ° F / 120 ° C, jeśli suszony sam) przez ponad 4 godziny, a następnie przechowywany w suchym pojemniku z agresywnym środkiem pochłaniającym wilgoć, takim jak nylon. Należy pamiętać, że niektóre nowoczesne mieszanki PC, takie jak Esun ePC, są mniej podatne na wchłanianie wody, kosztem pewnego spadku właściwości mechanicznych.
• PVA jest zasadniczo niszczony przez wilgoć w powietrzu, ponieważ dosłownie rozpuszcza się w wodzie. Przez cały czas przechowuj w suchym pojemniku z agresywnym środkiem pochłaniającym wilgoć.

Włókna kompozytowe należy traktować jak materiał podstawowy.

Niektóre opcje suszenia i zapobiegania:

• Piekarnik : Ustawienie „ciepłe” zwykle działa całkiem dobrze. Poczekaj, aż piekarnik nagrzeje się i uspokoi na chwilę, i zmierz temperaturę za pomocą dobrego termometru piekarnika lub termopary. Osłoń filament przed bezpośrednim promieniowaniem cieplnym i gorącymi punktami za pomocą folii aluminiowej, arkuszy cookie itp. Piece elektryczne schną szybciej niż piece gazowe, ponieważ spalanie gazu ziemnego wytwarza dodatkową wilgoć. Nie pozostawiaj piekarnika bez nadzoru, jeśli temperatura przekracza punkt szklany żarnika, ponieważ może się to zdarzyć!
• „Lekkie wiadro” : 5-galonowe plastikowe wiadro z żarową żarówką w środku jest dość skutecznym sposobem na delikatne ogrzanie filamentu niskotemperaturowego, takiego jak PLA, do suszenia lub przechowywania średnioterminowego. Podczas suszenia pokrywkę należy lekko otworzyć.
• Odwadniacz żywności : działa świetnie. Ustaw temperatury zgodnie z temperaturami piekarnika powyżej. Głównym wyzwaniem jest uzyskanie wystarczająco dużej przestrzeni wewnątrz na szpulę filamentu.
• pochłaniający wilgoć: Aby środek osuszający mógł aktywnie wysuszyć filament, musi on być znacznie bardziej atrakcyjny dla wody niż filament. A powinowactwo do wody jest funkcją tego, jak mokry jest już ten materiał. Oznacza to, że suchy środek pochłaniający wilgoć może z łatwością wyciągnąć trochę wody z bardzo mokrego filamentu, ale mokry środek pochłaniający wilgoć może faktycznie podać wodę do filamentu! Akumulatorowy środek osuszający wskaźnik (taki jak Eva-Dry E-333Jednostka pochłaniająca wilgoć ) jest idealna. Ważne jest również, aby mieć środek osuszający ENOUGH: żel krzemionkowy może wchłonąć tylko 10% swojej masy w wodzie przy wilgotności względnej 20%. Oznacza to, że aby wyciągnąć 1% wilgoci z mokrej szpuli o wadze 1 kg, trzeba zacząć od co najmniej 100 g suchej, świeżo upieczonej krzemionki! „Zużyta” krzemionka jest w zasadzie bezużyteczna, zawiera już zbyt dużo wody, aby wyciągnąć ją z filamentu. Ale możesz ponownie wysuszyć krzemionkę w piekarniku. 250F / 120C przez 6 godzin powinno być bezpieczne dla wszystkich rodzajów żelu krzemionkowego, ale w przypadku niektórych żeli krzemionkowych możliwe jest bardziej agresywne suszenie (w tym suszenie mikrofalowe). Postępuj zgodnie z instrukcjami producenta żelu.
• Ryż : Nie działa. Zasadniczo jest to mit, że ryż ma moc suszącą. Worek ryżu, który kupujesz w sklepie, jest już prawie w równowadze z wilgocią z powietrzem, więc ma minimalną zdolność do wyciągania wody z filamentu (lub namoczonego iPhone'a, jeśli o to chodzi). Jeśli wysuszysz ryż w piekarniku, aby najpierw wypompować jego wodę, zadziała on do pewnego stopnia, ale żel krzemionkowy jest znacznie bardziej skuteczny.
• Miot Kitty : Miot Kitty w żelu krzemionkowym jest prawie identyczny jak żel krzemionkowy pochłaniający wilgoć. Podobnie jak ryż, po otwarciu pojemnika jest prawie nasycony, ale można go suszyć w piekarniku, aby był dobrym tanim środkiem osuszającym. Miot kociowy typu gliny nie jest tak skuteczny. Zachowaj ostrożność, aby nie dostrzec kurzu ze ściółki Kitty na całym włóknie.
• Przechowywanie na sucho Preferowane jest grube plastikowe pudełko z hermetycznym zamknięciem. Poszukaj kodu recyklingu 2 (HDPE) lub 5 (PP) na pudełku. Wiadra 5 galonów z pokrywkami uszczelniającymi również działają dobrze. Ziploki i inne cienkie plastikowe torby są lepsze niż nic, ale są przepuszczalne dla wody (tak, naprawdę) i można na nich polegać tylko wtedy, gdy w torbie znajduje się świeży środek pochłaniający wilgoć. Dryboxy akrylowe / pleksiglasowe były sprzedawane przez różne osoby, ale akryl jest bardzo przepuszczalny dla wody, więc nie polecam tej opcji.
• Klimatyzacja : Utrzymanie powietrza w środowisku drukowania na względnie suchym poziomie zapewni ochronę PLA i ABS oraz innych filamentów o niskiej absorpcji. Pomocne może być kupienie monitora wilgotności, aby poznać wilgotność otoczenia.

Teraz, biorąc pod uwagę oryginalne pytanie tutaj, należy zauważyć, że zawartość wilgoci nie jest jedynym sposobem, w jaki włókno może się starzeć lub ulec uszkodzeniu. W szczególności PLA jest podatna na kruchość w miarę upływu czasu. Istnieją różne teorie, dlaczego tak się dzieje. Jednym z nich jest stopniowe starzenie chemiczne, ponieważ poli (kwas mlekowy) po prostu nie jest bardzo stabilnym polimerem. Wilgoć może przyczynić się do tego procesu starzenia, ale prawdziwe starzenie chemiczne byłoby nieodwracalne, nawet jeśli włókno zostanie później wysuszone. To, ile to nastąpi, powinno zależeć od konkretnej mieszanki polimerów i warunków przechowywania.

Inną teorią starzenia PLA jest to, że naprężenia resztkowe wytłaczania filamentu (od wyciągnięcia do odpowiedniej średnicy i szybkiego wygaszenia w kąpieli wodnej) powoli z czasem pełzają. Każdy, kto umieścił część PLA pod dużym obciążeniem przez więcej niż kilka tygodni, zobaczy, że PLA pełznie. Jest to dość dziwny polimer, ponieważ „skrada się do zerwania” i pęka przy bardzo niskich wydłużeniach pełzających, zamiast stopniowo odkształcać się w sposób ciągliwy, jak większość materiałów podatnych na pełzanie. Więc jeśli PLA ma znaczne naprężenia zablokowane w początkowym procesie wytłaczania (co jest bardzo powszechne), może z czasem wkradać się do bardziej kruchego układu cząsteczek polimeru. To wyjaśniałoby efekt starzenia i wyjaśniałoby, dlaczego „suszenie” czasami odmładza PLA:

Przechowywanie PLA w plastikowych zamkach błyskawicznych wraz z żelem krzemionkowym pomaga w ekstrakcji wody z PLA. Jeśli nie masz żelu krzemionkowego, ziarna ryżu mogą działać w inny sposób.

Pamiętaj, że torby z zamkiem błyskawicznym mogą nie być całkowicie szczelne lub prawdopodobnie nieprzepuszczalne dla wilgoci - ale znacznie lepsze niż nic.

Mam próżniową torbę do żywności, mam zapakowane próżniowo torby z zamkiem błyskawicznym i umieściłem je w lodówce, gdzie nie utrzymują ciasnego dopasowania, tj. Do środka wnika powietrze.

Nie zrobiłem badania, ale torby oznaczone do zamrażarki powinny być lepsze, wiem, że są grubsze.

„America's Test Kitchen” wypróbowało różne torby i podobało się torby z podwójnym zamkiem marki Ziploc. Ku mojemu zdumieniu szpula filamentu „po prostu” pasuje do torby galonowej (TAK!).

Jeśli możesz uzyskać prawdziwe worki próżniowe z żywnością wystarczająco duże, aby pomieścić szpulę do długotrwałego przechowywania, jest to najlepszy sposób.

Z przyjemnością dowiedziałem się, co POWINIENEM wiedzieć, a mianowicie, że promieniowanie UV może być czynnikiem - i do tej pory przechowowałem moje włókno wewnątrz wschodniego okna, które nasłonecznia.

Chlorek wapnia to doskonały środek pochłaniający wilgoć - często sprzedawany jako „osuszacz szafy” lub w zimnym klimacie, jako bardzo tania „sól” do lodu w torbie (sprawdź składniki).

Pochłaniając wilgoć, kałuże CaCl ₂ są szkodliwe dla skóry, więc należy opróżnić płyn i od czasu do czasu odświeżyć kryształy.

Miernik wilgotności 7 USD można kupić (Amazon, eBay itp.) I umieścić w pojemniku z filamentem i środkiem osuszającym, aby zobaczyć, jak sobie radzi.

/ Ward C, wynalazca Xmodem i BBS

Pamiętaj, że kuchenki gazowe wytwarzają wodę podczas spalania gazu, więc nie jest tak skuteczne jak elektryczny piekarnik do suszenia.

Środek osuszający z krzemionki doskonale nadaje się do suszenia filamentu, ale chcesz, aby przynajmniej niektóre kuleczki ze środkiem osuszającym były typu „wskazującego”. Oznacza to, że wykazują zmianę koloru po nasyceniu wilgocią. Środek pochłaniający wilgoć może być ładowany w piekarniku o temperaturze 220 ° F (104 ° C) i może wytrzymać wyższą temperaturę niż żarnik, i wydala wodę, gdy jest ciepła, nawet jeśli w piekarniku gazowym jest dużo. Wskazująca krzemionka jest zwykle niebieska lub pomarańczowa, mokra, różowa lub zielona. Jeśli masz białe kulki krzemionkowe z niewielkim odsetkiem kulek wskazujących, wyrównają się pod względem wilgoci, dzięki czemu można ufać, że koraliki wskazujące wskażą całą partię. Nie wskazująca krzemionka jest tańsza i może być wzbogacona małą dawką wskazujących kulek.

Używam „dużego worka” ziploc z podwójnym zamkiem x-large (~ 5 galonów) z całym zapasem filamentu wraz z workiem z tkaniny zawierającym 2,5 funta wskazujących koralików krzemionkowych. Nawet jeśli uszczelka ziploc nie jest idealna, krzemionka utrzyma niską wilgotność do wyczerpania. Szacuje się, że zmniejsza wilgotność do 40% i utrzymuje 40% masy w wodzie (nie 10% wspomnianych powyżej, powyżej 40% wody i wilgotność wzrośnie powyżej 40%), ale w moim domu o wilgotności względnej 46% , moja torba z filamentem spadła do 15% wilgotności względnej w ciągu 20 minut (mierzone za pomocą miernika wilgotności HVAC). 2,5 funta (1,1 kg) krzemionki może wchłonąć 1 funt wody (0,45 kg). Możesz zważyć krzemionkę, aby uzyskać informację o ilości wody w niej zawartej. Przechowywałem swój filament w komorze próżniowej przez tydzień, czekając na przybycie mojego środka pochłaniającego wilgoć, więc filament był dość suchy, zanim napełniłem torbę. Komora próżniowa nie jest praktyczna do przechowywania, ponieważ musisz ją ewakuować za każdym razem, gdy ją otwierasz, i nie mieści wiele.

Zamieniłem bezużyteczny PLA w filament, który dobrze drukował, wkładając go do suchego piekarnika na kilka godzin. Użyłem 90 stopni C (194 stopni F), które mogą być zbyt gorące, ponieważ zniekształcają okrągły filament, aby był płaski, gdy filament mięknie i łagodzi naprężenia. Wydrukował się dobrze. Być może 70 stopni C (158 stopni F) mniej zniekształci włókno.

Dzisiaj mam duży plastikowy pojemnik z rolkami filamentu i trzy zmieniające kolor wkłady suszące. Gdy tylko wyglądają inaczej niż absolutnie suche, podłączam je, aby naładować. Może to być niewystarczające dla PETG i Nylonu - nie mam jeszcze dużego doświadczenia.