È necessario riscaldare il filamento prima dell’uso?

Ecco perché e come dovresti asciugare i materiali per la stampa 3D.

Perché i filamenti assorbono l’umidità?

La maggior parte dei materiali per stampa 3D sono altamente igroscopici, il che significa che assorbono facilmente l’umidità ambientale. Anche il filamento sigillato da fabbrica non è sempre pronto all’uso quando viene rimosso dalla scatola. Dobbiamo tenere presente che l’acquisto del materiale stesso non è l’ultimo passaggio prima della stampa.

Affinché il processo di stampa 3D funzioni correttamente, è essenziale preparare adeguatamente il filamento. Il riscaldamento del materiale alla temperatura appropriata elimina l’umidità che il filamento potrebbe aver assorbito.

Effetti avversi dell’umidità sui filamenti

L’igroscopicità, o suscettibilità del filamento ad assorbire l’umidità, è un fenomeno indesiderabile in questo caso, ma si verifica molto spesso, specialmente tra i materiali di ingegneria. Come appare in pratica? L’acqua si deposita sugli strati di materiale esterni e penetra verso l’interno con un impatto diretto sul processo di stampa 3D e sui modelli. L’igroscopicità dei filamenti causa notevoli problemi durante il processo di stampa stesso, non sempre visibili a prima vista. Anche una piccola quantità di umidità nel materiale può avere un effetto negativo su:

• Parametri meccanici della stampa – quando si stampa con l’uso di materiali tecnici che hanno determinate proprietà, non possiamo permetterci di perdere i loro parametri meccanici
• Qualità del modello: sulle pareti delle stampe potrebbero apparire delle bolle d’aria
• Laminazione degli strati: capacità di unire gli strati di stampa successivi
• Porosità elevata: la struttura del materiale che ha assorbito l’umidità dopo la stampa può essere “schiumata”. Ciò dimostra l’elevato numero di pori che si formano quando il filamento viene estruso dall’ugello. Le molecole d’acqua a contatto con un ugello caldo evaporano formando bolle. Ciò si traduce direttamente nella densità della struttura di stampa (come evidenziato da un colore più chiaro) e nella precisione dimensionale.

“La temperatura di riscaldamento è importante. Ecco perché è particolarmente importante preparare il filamento per la stampa 3D in conformità con le raccomandazioni specifiche per un materiale e riscaldarlo a una temperatura che consenta la rimozione di tutta l’umidità. In 3DGence, prima di emettere raccomandazioni, controlliamo varie possibilità per rendere il lavoro degli utenti di stampanti 3D industriali, 3DGence INDUSTRY F340 e 3DGence INDUSTRY 420, il più semplice possibile.”

Łukasz Lipiec, Technical Sales Support Engineer at 3DGence

Parte stampata in 3D realizzata con Nylon 680 Taulman, il materiale non è stato riscaldato prima dell’uso

Parte stampata in 3D realizzata con Nylon 680 Taulman, il materiale è stato riscaldato a 85 ° C per 24 ore.

Asciugatura dei materiali di stampa 3D

La chiave per ottenere le proprietà desiderate di una parte stampata è il corretto riscaldamento del materiale prima della stampa. In cosa consiste questo processo?

Per rimuovere l’umidità in eccesso dal materiale, è necessario posizionare una bobina di filamento in un dispositivo adatto per asciugarlo. Il tempo e la temperatura alla quale eseguire l’operazione di riscaldamento dipendono dal materiale utilizzato.

A quali temperature devono essere riscaldati i materiali?

La maggior parte dei materiali tecnici deve essere riscaldata prima della stampa per eliminare l’umidità assorbita dal filamento dall’ambiente. In condizioni di ricottura appropriate, osserveremo l’evaporazione dell’umidità dal materiale. Fare attenzione quando si seleziona la temperatura, una temperatura troppo alta può deformare il filamento. Si consiglia di seguire le linee guida del produttore.

Come sappiamo a quale temperatura asciugare il materiale prima di usarlo?

Controllare le raccomandazioni di alcuni materiali tecnici per riscaldarli dopo averli rimossi dalla scatola.

Come asciugare i filamenti?

Una corretta preparazione dei materiali è necessaria per il corretto processo di stampa. Esistono diversi modi per asciugare i filamenti.

1. Utilizzare una camera per filamenti riscaldata

La camera serve a mantenere i filamenti in un ambiente a temperatura elevata, che impedisce l’ingresso di umidità, il cambiamento dei parametri e le dimensioni del materiale. Le stampanti 3DGence della linea INDUSTRY sono dotate di una camera per filamenti riscaldata che può raggiungere la seguente temperatura:

fino a 70°C per 3DGence INDUSTRY F340,
fino a 50°C per 3DGence INDUSTRY F420.

2. Utilizzare un’asciugatore dedicato

Ci sono molti dispositivi sul mercato dedicati all’essiccazione dei materiali. In 3DGence, utilizzano un essiccatore da laboratorio professionale SLW 53 per riscaldare i materiali prima dell’uso.

3. Asciugare i filamenti in un forno tradizionale. È una buona idea?

L’operazione di essiccazione del filamento, come parte indispensabile del processo di stampa 3D industriale, deve essere eseguita in condizioni completamente controllate e prevedibili. L’essiccazione dei filamenti in un forno di cottura non consente il pieno controllo e può persino danneggiare il materiale e interrompere l’intero processo di stampa.

Il filamento può inumidirsi durante molte ore di stampa?

Sì, anche se riscaldiamo il filamento prima della stampa, durante il processo stesso, che spesso dura a lungo, il filamento può assorbire nuovamente l’umidità ambientale, se non è adeguatamente protetto. Ecco perché, per stampare da materiali ingegneristici con elevate proprietà igroscopiche, dovremmo utilizzare stampanti 3D industriali dotate di una camera del filamento riscaldata. Una camera del filamento riscaldata mantiene una temperatura elevata e limita l’accesso all’aria ambiente della stampante, impedendo così al materiale di assorbire nuovamente l’umidità.

Come fai a sapere se il nostro materiale ha assorbito l’umidità?

Il sigillo di fabbrica non garantisce che il nostro materiale non abbia assorbito umidità e che sarà adatto per la stampa senza previa preparazione. Sebbene non ci siano differenze visive visibili, solo la misurazione del peso e l’aspetto della stampa stessa possono indicare che il materiale ha assorbito dell’acqua.

1. Stampa 3D

Se il nostro filamento non è preparato bene, durante l’estrusione dall’ugello, possiamo:

• osservare la formazione di bolle sulla stampa,
• osservare l’evaporazione visibile dell’umidità,
• sentire un sibilo o uno scricchiolio durante la stampa.

La conseguenza è una perdita di materiale estruso utilizzato per rendere lo strato e i pori incorporati nella struttura della stampa, che indeboliscono l’elemento stampato.

2. Misurazione del peso del materiale

Il peso del filamento nella confezione può essere vicino al peso del materiale lasciato in un ambiente umido, indicando che il produttore del filamento non sempre fornisce le condizioni appropriate durante l’imballaggio.

Conclusioni

• È importante essere consapevoli di come utilizzare i materiali di stampa 3D.
• La pre-elaborazione è fondamentale e un’adeguata preparazione del materiale per la stampa avrà un impatto significativo sulla nostra stampa finale.
• Vale la pena utilizzare i consigli dei produttori di materiali.
• Ricorda che nonostante la mancanza di differenze visibili dopo aver disimballato il materiale, ciò non significa che il filamento non abbia assorbito umidità. Possiamo verificarlo solo misurando il filamento e il peso e valutando l’aspetto della stampa. Per la sicurezza del processo e della stampa, partiamo sempre dal presupposto che il nuovo materiale, anche ben imballato, richieda l’asciugatura secondo le raccomandazioni del produttore.
• Dobbiamo anche prestare attenzione alla corretta protezione del filamento dall’umidità durante il processo di stampa. Le camere riscaldate nelle stampanti 3D industriali garantiscono il mantenimento della giusta temperatura per il nostro materiale.
• È anche importante conservare in modo sicuro il filamento dopo la stampa (chiuso ermeticamente con essiccante in un luogo ombreggiato).

Come scegliere una stampante 3D industriale per azienda?

La stampante 3D industriale può essere una macchina complementare che supporta i processi di produzione tradizionali.
Scegliere una macchina adeguata alle proprie esigenze non è un compito facile.

Se desideri saperne di più su quale stampante 3D industriale sarà adatta alla tua azienda, puoi consultare gli esperti di stampa 3D: info@3dpworld.it