Výroba vláken a vlhkost
Proces výroby 3D tiskových vláken, stejně jako každý jiný výrobní proces, vyžaduje zajištění co nejlepších podmínek, pokud jde o:
- příprava vstupních surovin, jejich správné skladování a sušení,
- použití správných parametrů zpracování polymeru – použitím vhodných vytlačovacích teplot, správným výběrem pomocných nástrojů, uvedením stanovené rychlosti navíjení vlákna, stanovením správné teploty v první chladicí lázni, správným návrhem systému sušení a navíjení hotového vlákna,
- správné balení a skladování, tj. použití vzduchotěsného obalu s vložením sáčku s adsorbentem vlhkosti (např. silikagel) a skladování za vhodných podmínek.
Výše popsané normy jsou při výrobě vláken na výrobních linkách společnosti Spectrum Filaments na denním pořádku. Mohlo by se zdát, že zajištění optimálních podmínek pro výrobu filamentů je synonymem 100% úspěšnosti viditelné pouhým okem na pracovních stolech 3D tiskáren. Bohužel toho není vždy možné dosáhnout. Důvodů je celá řada. Častým problémem je vlhkost, a proto je důležité si uvědomit, že i přes přísné postupy sušení během výroby – může problém s vlhkostí nastat i pro koncové uživatele plsti.
Jak si můžete přečíst výše ve velmi zjednodušeném popisu procesu výroby plsti, na několika místech se objevuje slovo: sušení. Jedná se o velmi důležitý postup, který zajišťuje, že vlastnosti vyrobeného vlákna jsou ve fázi výroby odpovídající.
3D tisk a vlhkost
V procesu 3D tisku je velmi důležité správně připravit výchozí materiál (filament), především zohlednit jeho co nejnižší vlhkost. Plasty se dělí na hygroskopické (např. PA6 Low Warp, smart ABS, ASA 275, Premium PETG) a nehygroskopické (např. PS, PE nebo PP). V případě prvně jmenovaných se jedná o absorpci vlhkosti do celého objemu materiálu a také o usazování částeček vody na povrchu vlákna. V případě nehygroskopických plastů se vlhkost usazuje pouze na povrchu vlákna. Bez ohledu na typ vlhkosti nebo míru hydrofobicity daného plastu je velmi důležité snížit úroveň vlhkosti materiálu na minimum. Při protlačování vlhké plsti pracovními hlavami 3D tiskáren může dojít k jevu hydrolýzy, který vede ke změnám struktury termoplastického materiálu. Jak lze tušit, hydrolýza je nežádoucí jev, který vede ke zhoršení funkčních vlastností postupně vyráběných dílů (snížení rázové pevnosti, pevnosti v ohybu, tvrdosti atd.). Kromě zhoršení vlastností materiálu je výrazně ovlivněna kvalita přilnavosti vytlačovaného materiálu k pracovnímu stolu 3D tiskárny a také přilnavost mezi po sobě jdoucími vrstvami filamentu. Problematika zhoršení adhezních vazeb přímo souvisí s ? prvních tiskových vrstev nebo trhlinami mezi navrstvenými vrstvami materiálu.
Jak rozpoznać wilgoć w filamencie?
Vliv vlhkosti materiálu se projevuje různými způsoby. Tyto rozdíly jsou způsobeny především existencí různých materiálů pro 3D tisk a také úrovní vlhkosti. Někdy jsou problémy s vlhkostí viditelné ihned po vytlačení materiálu z hlavy 3D tiskárny, kdy se na vlákně objeví bublinky a při prasknutí zmíněných bublinek je slyšet charakteristické „praskání“. V případě plastů, jako je PA nebo PMMA, mohou být bubliny na povrchu tisku viditelné v podobě brázd. Při 3D tisku s ABS se negativní vliv vlhkosti projevuje výrazným zhoršením funkčních vlastností vyráběných dílů a viditelným zvýšením podílu smršťovacích efektů (praskliny, deformace spodních tiskových vrstev).
Jak zabráníte vlhkosti v plsti?
Bez ohledu na původ výskytu vlhkosti na povrchu vlákna nebo v jeho objemu je velmi důležité vědět, jak se vypořádat s odstraněním tohoto nedostatku. V první řadě je důležité vědět, že prevence je lepší než léčba, takže v první řadě je třeba zajistit, aby bylo vlákno skladováno ve správných podmínkách. Je dobré investovat do nádoby na filamenty s adsorbenty vlhkosti (např. silikagel). Pokud i přes přijatá preventivní opatření nebo z jiných objektivních důvodů dojde během tisku k viditelným a zjevným vlhkostním jevům, měl by být výrobní proces přerušen a filc by měl být podroben vhodnému procesu sušení. V případě opatrnějších uživatelů našich vláken ? lze takové sušení provést bezprostředně před procesem tisku.
Jak probíhá proces sušení? Co říká teorie a co praxe?
Níže jsou uvedeny odpovědi na tyto velmi důležité otázky:
- sušení horkým vzduchem – jedná se o nejčastěji používanou metodu sušení termoplastických materiálů, bohužel je účinná pouze pro vlhkost usazenou na povrchu materiálu. Zahřátí vlhkého okolního vzduchu na teplotu blízkou teplotě plastifikace daného materiálu, např. PLA (cca 60 °C), zajistí relativní vlhkost cca 25 %. Taková hodnota neumožní odstranění vlhkosti z objemu materiálu. Je velmi důležité mít na paměti oddělování monomerů při sušení v horkém vzduchu. Proto by se k sušení neměly používat sušárny nebo sušičky používané k tepelné úpravě potravin,
- sušení na suchém vzduchu – tato metoda je velmi účinná v případě hygroskopických materiálů. Vlhkost je z vnitřku materiálu odváděna díky rozdílu tlaku mezi tlakem vodní páry zachycené ve vlákně a tlakem sušícího vzduchu. Při této metodě je velmi důležité použít adsorbent vlhkosti a horký vzduch, přičemž se vlhkost z materiálu uvolňuje ve formě vodní páry a následně je absorbována uvedeným absorbentem. Tento proces probíhá v uzavřeném systému. Bez ohledu na zvolenou metodu sušení je velmi důležité použít správné parametry sušení – především konkrétní teploty a časy sušení. Překročení povolených parametrů sušení může mít za následek např. zhoršení smáčivosti daného materiálu, takže může dojít k odlupování tisku ze stolu nebo k oddělování vrstev naneseného materiálu; vyrobené prvky mohou být navíc mnohem křehčí a náchylnější k deformaci.
Tabulka teplot a dob sušení plsti
V našich materiálech uvádíme doporučené parametry sušení horkým vzduchem za předpokladu typických podmínek prostředí (teplota 20 °C, vlhkost 40 %). Upozorňujeme, že v závislosti na podmínkách, v nichž je materiál skladován (stupeň vlhkosti), použitém sušícím zařízení a metodě, jakož i na převládajících podmínkách (teplota a vlhkost) se mohou parametry sušení mírně lišit. V případě jakýchkoli dotazů nebo pochybností týkajících se sušení našich materiálů nebo jiných technických problémů se neváhejte obrátit na naše oddělení podpory: support@spectrumfilaments.com.
Odstupňování potřeby sušení
| 1 | Volitelně |
| 2 | Použití v odůvodněných případech |
| 3 | Doporučené stránky |
| 4 | Nezbytné |
