Feuchtigkeit

Herstellung von Filament und Feuchtigkeit

Die Herstellung von Filamenten für den 3D-Druck erfordert, wie jeder andere Herstellungsprozess auch, die Sicherstellung der bestmöglichen Bedingungen. Dazu gehören:
- Vorbereitung des Ausgangsmaterials durch sachgerechte Lagerung und Trocknung,
- Anwendung der richtigen Parameter für die Materialverarbeitung - durch die angemessene Extrusionstemperatur, die richtige Auswahl der Hilfswerkzeuge, die Festlegung einer präzisen Wickelgeschwindigkeit für das Filament, die Festlegung der richtigen Temperatur im ersten Kühlbad, die richtige Konstruktion des Trocknungs- und Wickelsystems für das fertige Filament
- ordnungsgemäße Verpackung und Lagerung, d.h. Verwendung luftdichter Verpackungen mit einem Säckchen mit Trockenmittel (z.B. Silica Gel) und Lagerung unter geeigneten Bedingungen.

Die oben beschriebenen Standards sind bei der Herstellung von Filamenten in den Produktionslinien von Spectrum Filaments an der Tagesordnung. Man könnte meinen, dass die Gewährleistung optimaler Bedingungen bei der Herstellung von Filamenten einen 100%igen Erfolg, der auf den Arbeitstischen der 3D-Drucker mit bloßem Auge zu erkennen ist, gewährleistet. Leider ist dies nicht immer möglich. Hierfür gibt es viele Gründe. Ein häufiges Problem ist aber die Feuchtigkeit. Es sei darauf hingewiesen, dass das Problem der Feuchtigkeit - trotz der Anwendung restriktiver Trocknungsverfahren während der Produktion - auch bei den Endverbrauchern des Filaments auftreten kann. Wie Sie oben in der sehr vereinfachten Beschreibung der Herstellung des Filaments lesen können, taucht das Wort "Trocknung" an mehreren Stellen auf. Dies ist ein sehr wichtiges Verfahren, um die richtigen Eigenschaften des hergestellten Filaments in der Produktionsphase zu gewährleisten.

Basic line

Type Material Trocknungszeit Trocknungstemperatur Trocknungsbedarf Auswirkungen der Feuchtigkeit im Filament
Biobased PLA Premium 4h 45°C 1 "Verstopfter Kopf, erhöhtes Stringing, erhöhte Sprödigkeit des Filaments"
PLA Glitter 4h 45°C 1 "Verstopfter Kopf, erhöhte Sprödigkeit des Filaments, Entmischung von Glanzpartikeln"
PLA Tough 4h 45°C 1 "Verstopfter Kopf, erhöhtes Stringing, reduzierte Festigkeit"
PLA MATT 4h 50°C 2 "Verstopfter Kopf, erhöhtes Stringing, erhöhte Sprödigkeit des Filaments"
PLA Pro 5h 50°C 2 "Verstopfter Kopf, erhöhtes Stringing, reduzierte Festigkeit"
PLA SILK 4h 55°C 2 "Verstopfter Kopf, erhöhtes Stringing, Bereiche mit veränderter Farbe, Mattstellen"
PLA Glow in the Dark 4h 45°C 1 "Verstopfter Kopf, erhöhtes Stringing, erhöhte Sprödigkeit des Filaments"
PLA Carbon 4h 50°C 2 "Verstopfter Kopf, erhöhtes Stringing, erhöhte Sprödigkeit des Filaments"
PLA Stone Age 4h 45°C 1 "Verstopfter Kopf, erhöhte Sprödigkeit des Filaments, Entmischung der hinzugefügten Partikel in heterogene Cluster"
PLA Thermoactive 4h 45°C 1 "Verstopfter Kopf, erhöhtes Stringing, erhöhte Sprödigkeit des Filaments"
WOOD 2h 50°C 1 "Verstopfter Kopf, erhöhte Sprödigkeit des Filaments"
r-PLA 4h 45°C 2 "Verstopfter Kopf, erhöhte Sprödigkeit des Filaments"
Styrene-based smart ABS 2h 80°C 3 "Reduzierte Haftung auf dem Tisch, sichtbar mehr Risse zwischen den Schichten, reduzierte Festigkeit"
ASA 275 2h 80°C 3 "Reduzierte Haftung auf dem Tisch, sichtbar mehr Risse zwischen den Schichten, reduzierte Festigkeit"
HIPS-X 2h 80°C 3 Reduzierte Schlagzähigkeit
Co-Polyester PET-G Premium 4h 65°C 1 "Probleme bei der Extrusion (Überextrusion/Unterextrusion) von Material, Schaumbildung, erhöhtes Stringing, sichtbare Blasen im Filament"
PET-G Glitter 4h 65°C 1 "Probleme bei der Extrusion (Überextrusion/Unterextrusion) von Material, erhöhte Sprödigkeit des Filaments, "
PET-G Carbon 4h 60°C 2 "Probleme bei der Extrusion (Überextrusion/Unterextrusion) von Material, erhöhte Sprödigkeit des Filaments, "
PET-G Glow in the Dark 4h 65°C 1 Probleme bei der Extrusion (Überextrusion/Unterextrusion) von Material, erhöhtes Stringing, sichtbare Blasen im Filament
PETG MATT 4h 60°C 2 "Probleme bei der Extrusion (Überextrusion/Unterextrusion) von Material, erhöhte Sprödigkeit des Filaments, "
PETG V0 4h 60°C 3 Probleme bei der Extrusion (Überextrusion/Unterextrusion) von Material, Haftungsprobleme, erhöhte Sprödigkeit des Filaments,
rPETG 4h 65°C 3 Probleme bei der Extrusion (Überextrusion/Unterextrusion) von Material, Haftungsprobleme, erhöhte Sprödigkeit des Filaments,
PCTG 4h 65°C 3 Probleme bei der Extrusion (Überextrusion/Unterextrusion) von Material, Haftungsprobleme, erhöhte Sprödigkeit des Filaments,
Flexible S-Flex 85A 3h 90°C 1 "Bildung von Furchen, Blasen während der Extrusion"
S-Flex 90A 3h 85°C 1 "Bildung von Furchen, Blasen während der Extrusion"
S-Flex 98A 4h 90°C 1 "Bildung von Furchen, Blasen während der Extrusion"
Polyamide PA6 Low Warp 7h 80°C 3 Bildung von Furchen, Stringing, Bildung von Blasen während der Extrusioni

Industrial line

Type Material Trocknungszeit Trocknungstemperatur Trocknungsbedarf Auswirkungen der Feuchtigkeit im Filament
Polyamide PA6 Neat NT 8h 80°C 4 "Stringing, verstopfter Kopf, Bildung von Blasen während der Extrusion "
PA6 Neat BK 8h 80°C 4 "Stringing, verstopfter Kopf, Bildung von Blasen während der Extrusion "
PA6 CF15 8h 80°C 4 "Stringing, verstopfter Kopf, Bildung von Blasen während der Extrusion "
PA6 GK10 8h 80°C 4 "Stringing, verstopfter Kopf, Bildung von Blasen während der Extrusion "
PA6 CS20 FR 8h 80°C 4 "Stringing, verstopfter Kopf, Bildung von Blasen während der Extrusion "
Co-Polyester PET-G HT100 8h 85°C 4 Verstopfter Kopf, erhöhte Schrumpfung beim Drucken
PET-G FX120 8h 85°C 4 Verstopfter Kopf, erhöhte Schrumpfung beim Drucken
PET CF15 8h 85°C 4 Verstopfter Kopf, erhöhte Schrumpfung beim Drucken
Styrene-based ABS GP450 2h 80°C 2 Reduzierte Festigkeit
ABS Medical 2h 80°C 2 Reduzierte Festigkeit
ABS Kevlar 2h 80°C 2 Reduzierte Festigkeit, verstopfter Kopf
Polypropylene PP 3h 85°C 1 Keine Daten über Probleme durch Feuchtigkeit verfügbar
PC/PTFE 3h 110°C 4 Probleme bei der Extrusion (Überextrusion/Unterextrusion) von Material

3D-Druck und Feuchtigkeit

Beim 3D-Druck ist es sehr wichtig, das Ausgangsmaterial (Filament) richtig vorzubereiten – vor allem, um die geringstmögliche Feuchtigkeit des Materials zu berücksichtigen. Kunststoffe werden in hygroskopische (z.B. PA6 Low Warp, smart ABS, ASA 275, Premium PETG) und nicht hygroskopische (z.B. PS, PE oder PP) unterteilt. Im ersten Fall wird die Feuchtigkeit im gesamten Material absorbiert, die Wasserpartikel lagern sich auch auf der Oberfläche des Filaments ab. Bei nicht hygroskopischen Kunststoffen lagert sich die Feuchtigkeit nur auf der Oberfläche des Filaments ab. Unabhängig von der Art der Feuchtigkeit oder dem Ausmaß des hydrophoben Effekts eines bestimmten Materials ist es sehr wichtig, den Feuchtigkeitsgehalt des Materials so weit wie möglich zu reduzieren. Bei der Extrusion von feuchtem Filament durch die Arbeitsköpfe von 3D-Druckern kann es zur Hydrolyse kommen, die zu Veränderungen in der Struktur des thermoplastischen Materials führt. Wie Sie sich denken können, ist die Hydrolyse ein unerwünschtes Phänomen, das zur Verschlechterung der funktionellen Eigenschaften von schichtweise aufgebauten Details führt (reduzierte Schlagzähigkeit, Biegefestigkeit, Härte usw.). Neben der Verschlechterung der Eigenschaften des extrudierten Materials verschlechtert sich auch die Qualität der Haftung des extrudierten Materials auf dem Arbeitstisch des 3D-Druckers sowie die Haftung nachfolgender Schichten des Materials erheblich. Das Problem der Verschlechterung der Klebeverbindungen steht in direktem Zusammenhang mit dem „Curling“ der ersten Schichten des Ausdrucks oder mit Rissen zwischen den aufgebrachten Materialschichten.

Wie erkennt man Feuchtigkeit im Filament?

Die Auswirkung von Feuchtigkeit im Material äußert sich auf unterschiedliche Weise. Diese Unterschiede sind hauptsächlich auf die verschiedenen Materialien für den 3D-Druck sowie auf den Grad der Feuchtigkeit zurückzuführen. Manchmal sind Feuchtigkeitsprobleme unmittelbar nach dem Extrudieren des Materials aus dem Kopf des 3D-Druckers sichtbar – es entstehen Blasen auf dem Filament und ein charakteristisches „Knacken“ ist zu hören, wenn diese Blasen platzen. Bei Materialien wie PA oder PMMA können auf der Oberfläche des Ausdrucks Blasen in Form von Furchen sichtbar sein. Beim 3D-Druck mit ABS äußert sich der negative Einfluss von Feuchtigkeit durch eine deutliche Verschlechterung der funktionellen Eigenschaften der hergestellten Details und einen sichtbaren Anstieg der Schrumpfungseffekte (Risse, Verformung der unteren Schichten des Ausdrucks).

Wie verhindert man Feuchtigkeit im Filament?

Unabhängig von der Ursache der Feuchtigkeit auf der Oberfläche des Filaments oder in seinem Volumen ist es sehr wichtig zu wissen, wie dieser Nachteil beseitigt werden kann. Zuallererst sollten Sie wissen, dass Vorbeugen besser als Heilen ist, also sollten Sie zunächst für geeignete Bedingungen bei der Lagerung des Filaments sorgen. Es ist eine gute Idee, einen Behälter für Filamente mit Trockenmittel (z.B. das erwähnte Silica Gel) zu kaufen. Wenn trotz der angewandten Vorbeugungsmaßnahmen oder aus anderen objektiven Gründen während des Drucks sichtbare und offensichtliche Feuchtigkeitserscheinungen des Materials auftreten, ist es notwendig, den Herstellungsprozess zu stoppen und das Filament einem geeigneten Trocknungsprozess zu unterziehen. Tipp für die umsichtigen Benutzer unserer Filamente – eine solche Trocknung kann unmittelbar vor der Verarbeitung durchgeführt werden.

Wie werden Filamente getrocknet? Was sagen Theorie und Praxis?

Im Folgenden finden Sie Antworten auf diese wichtigen Fragen:

– Trocknen mit Heißluft – es ist die meist verwendete Methode zum Trocknen von thermoplastischen Materialien. Leider ist sie nur bei Feuchtigkeit wirksam, die sich auf der Oberfläche der Materialien ablagert. Die Erwärmung der feuchten Umgebungsluft auf eine Temperatur nahe der Plastifizierungstemperatur von z.B. PLA (ca. 60°C) gewährleistet eine relative Luftfeuchtigkeit von ca. 25%. Mit einem solchen Wert ist es nicht möglich, die Feuchtigkeit aus dem Volumen des Materials zu entfernen. Es ist sehr wichtig, dass Sie auch an die Freisetzung von Monomeren während der Trocknung in heißer Luft denken. Diese Methode sollte also nicht zum Trocknen von Öfen oder Trocknern, die zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln verwendet werden, eingesetzt werden,

– Trocknen mit Trockenluft – diese Methode ist sehr effektiv bei hygroskopischen Kunststoffen. Durch den Unterschied zwischen dem Druck des im Filament „eingeschlossenen“ Wasserdampfs und dem Druck der Trocknungsluft wird die Feuchtigkeit aus dem Inneren des Materials „herausgezogen“. Bei dieser Methode ist es sehr wichtig, ein Trockenmittel und heiße Luft zu verwenden, damit die Feuchtigkeit aus dem Material in Form von Wasserdampf abgeschieden und dann von dem erwähnten Trockenmittel absorbiert wird. Dieser Prozess findet in einem geschlossenen System statt.

Unabhängig von der gewählten Trocknungsmethode ist es sehr wichtig, geeignete Trocknungsparameter zu verwenden – vor allem bestimmte Temperaturen und Trocknungszeiten. Werden die zulässigen Trocknungsparameter überschritten, kann es z.B. zur Verschlechterung der Benetzbarkeit eines bestimmten Materials kommen, wodurch sich der Ausdruck vom Tisch ablösen oder die Schichten des aufgetragenen Materials trennen können.

Tabelle der Temperaturen und Trocknungszeiten des Filaments

In unseren Materialien stellen wir Ihnen empfohlene Parameter für die Trocknung in Heißluft dar, wobei wir von typischen Umgebungsbedingungen ausgehen (Temperatur 20°C, Feuchtigkeit 40%). Bitte beachten Sie, dass die Trocknungsparameter je nach den Bedingungen der Materiallagerung (Feuchtigkeitsgrad), dem verwendeten Trocknungsgerät und -verfahren sowie den vorherrschenden Bedingungen (Temperatur und Feuchtigkeit) leicht variieren können. Sollten Sie Fragen oder Zweifel bezüglich der Trocknung unserer Materialien oder anderer technischer Angelegenheiten haben, zögern Sie bitte nicht, unsere Support-Abteilung zu kontaktieren: support@spectrumfilaments.com

Abstufung der Notwendigkeit der Trocknung
1Optional
2Wenn gerechtfertigt
3Empfohlen
4Erforderlich

Eine breite Produktpalette

Breites Portfolio bestehend aus über 50 Filamenten mit vielseitigen Spektrum an Eigenschaften und Anwendungen, unterteilt in drei Segmente: Desktop, einfach zu bedienen, Industrie und Hochleistung.

Hohe Qualität

Innovation, Extrusion Know-how und Filamente höchster Qualität sind die Säulen der Spectrum-Philosophie. Unser Team arbeitet kontinuierlich an der Entwicklung neuer Materialien und deren Anwendungen.

In Europa hergestellt

Alle Filamente aus unserem Portfolio werden im unseren eigenen Werk hergestellt. Wir verwenden moderne, professionelle Produktionsanlagen, um Endprodukte von höchster Qualität zu erstellen.

Professioneller technischer Support

Unser qualifiziertes Support-Team hilft in jeder Phase von der Materialauswahl bis zum 3D-Druckprozess

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