علائم مرطوب شدن فیلامنت چیست؟
اکثر پلیمرهایی که در پرینت سه بعدی استفاده میشوند، خاصیت نمگیری دارند؛ یعنی به شدت تمایل دارند رطوبت موجود در هوای محیط را به خود جذب کنند. بسیاری از کاربران تصور میکنند اگر فیلامنت خیس شود، دیگر قابل استفاده نیست یا خراب بودن پرینتشان به خاطر کالیبره نبودن مکانیک دستگاه است؛ در حالی که مقصر اصلی، فیلامنت مرطوب است.
زمانی که فیلامنت مرطوب وارد هاتاَند داغ (با دمای بالای ۲۰۰ درجه سانتیگراد) میشود، آب جذبشده درون آن ناگهان تبخیر شده و به بخار تحت فشار تبدیل میشود. این بخار با ایجاد حبابهای ریز، جریان خروج مواد را مختل کرده و کیفیت کار را به شدت کاهش میدهد. در این مقاله یاد میگیریم چطور این مشکل را تشخیص دهیم و با ابزارهای ساده خانگی آن را حل کنیم.
از کجا بفهمیم فیلامنت مرطوب شده است؟ (4 علت اصلی)
قبل از اینکه به فکر خشک کردن بیفتید، باید مطمئن شوید که رطوبت مقصر اصلی است. فیلامنت مرطوب خود را با این علائم واضح لو میدهد:
شنیدن صدای ترق تروق یا جلزولیز هنگام پرینت: اگر موقع خروج فیلامنت از نازل، صداهایی شبیه به سرخ شدن روغن میشنوید، این دقیقاً صدای تبخیر و ترکیدن حبابهای آب داخل هاتاَند است.
ایجاد تارهای شدید روی قطعه (Stringing): رطوبت باعث بالا رفتن غیرعادی فشار درون نازل میشود. در این حالت حتی با تنظیمات ریتراکشن (پسزدگی) قوی هم نمیتوان جلوی شره کردن و تار عنکبوتی شدن فیلامنت را گرفت.
سطح زبر، کدر و پر از حباب قطعه: قطعه پرینت شده با فیلامنت مرطوب، براقیت خود را از دست میدهد، سطح آن پر از حفرههای ریز و زبر میشود و لایهها به خوبی به هم نمیچسبند.
ترد و شکننده شدن رشته فیلامنت: فیلامنتهایی مثل PLA وقتی رطوبت جذب میکنند، پیوند مولکولیشان تغییر کرده و به شدت شکننده میشوند. اگر فیلامنت را با دست کمی خم کردید و به جای خم شدن، مثل چوب خشک فورا شکست، یعنی رطوبت بالایی دارد.
کدام فیلامنتها بیشتر به رطوبت حساس هستند؟
میزان جذب رطوبت در متریالهای مختلف متفاوت است:
حساسیت متوسط (PLA): دیرتر از بقیه رطوبت میگیرد، اما در محیطهای مرطوب حتماً باید محافظت شود.
حساسیت بالا (ABS و PETG): بعد از چند هفته رها شدن در هوای آزاد، به سرعت کیفیت خود را از دست میدهند.
حساسیت فوقالعاده بالا (Nylon و TPU): این متریالها بیرحم هستند! نایلون میتواند در عرض چند ساعت رطوبت هوا را جذب کند و عملاً غیرقابلپرینت شود.
3 روش تضمنی خشک کردن فیلامنت در خانه
اگر فیلامنت شما رطوبت گرفته است، نیازی به دور انداختن آن نیست. با این ۳ روش کارآمد میتوانید آن را مثل روز اول خشک و آماده پرینت کنید:
1.روش اول: استفاده از دستگاههای خشککن مخصوص:بهترین و ایمنترین روش.
دستگاههای خشککن فیلامنت (Filament Dryer) با ایجاد جریان هوای گرم یکنواخت و خارج کردن رطوبت، بهترین گزینه هستند. شما حتی میتوانید حین پرینت، رول را داخل دستگاه بگذارید تا فیلامنت به صورت گرم و خشک وارد اکسترودر شود. برای PLA دمای ۴۵ درجه و برای PETG و ABS دمای ۵۵ درجه به مدت ۴ الی ۶ ساعت مناسب است.
2.روش دوم: استفاده از هیت بد (صفحه داغ) پرینتر سه بعدی:بدون هزینه اضافی.
اگر خشککن ندارید، پرینتر شما خودش یک خشککن عالی است!
۱. رول فیلامنت را به صورت افقی روی هیتبد دستگاه بگذارید.
۲. یک جعبه کارتنی تمیز (مثل جعبه خود فیلامنت) را بردارید، چند سوراخ کوچک روی سقف آن برای خروج رطوبت ایجاد کنید و آن را وارونه روی رول فیلامنت بگذارید تا گرما حبس شود.
۳. دمای هیتبد را برای PLA روی ۵۰ درجه و برای ABS/PETG روی ۶۵ تا ۷۰ درجه تنظیم کنید و اجازه دهید ۶ الی ۸ ساعت در این حالت بماند.
3.روش سوم: استفاده از فر آشپزخانه :نیاز به دقت بسیار بالا.
فر را روی کمترین دمای ممکن (بین ۴۵ تا ۵۵ درجه سانتیگراد) تنظیم کنید. منتظر بمانید تا دما کاملاً پایدار شود (حتماً با یک دماسنج جداگانه دما را چک کنید). رول فیلامنت را به مدت ۴ الی ۶ ساعت درون فر بگذارید.
توجه: دمای فر نباید به دمای انتقال شیشهای (Tg) پلیمر نزدیک شود؛ در غیر این صورت کل رول فیلامنت ذوب شده و به هم میچسبد و زحماتتان هدر میرود. فر مایکروویو به هیچ وجه برای این کار مناسب نیست.
چطور از مرطوب شدن مجدد فیلامنت جلوگیری کنیم؟
به جای اینکه مدام فیلامنتها را خشک کنید، با چند کار ساده جلوی مرطوب شدن آنها را بگیرید:
استفاده از کیسههای زیپ کیپ و سیلیکاژل: همیشه بعد از اتمام پرینت، فیلامنت را از دستگاه خارج کرده و همراه با چند بسته کوچک نمگیر (سیلیکاژل) داخل کیسه زیپدار بگذارید و هوای آن را خالی کنید.
جعبههای نگهداری عایق (Dry Box): میتوانید با استفاده از یک باکس پلاستیکی واشردار، یک لوله تفلون برای خروج فیلامنت و مقداری رطوبتگیر، خودتان یک درایباکس ارزانقیمت بسازید تا فیلامنتها همیشه در محیطی کاملاً خشک بمانند.
اثرات پنهان رطوبت روی مقاومت مکانیکی قطعه
جالب است بدانید که رطوبت نه تنها ظاهر پرینت را خراب میکند، بلکه به شدت روی خواص مکانیکی و استحکام قطعه نهایی هم اثر منفی میگذارد. آب جذبشده در ساختار فیلامنت، در زمان ذوب شدن در هاتاَند باعث بروز پدیدهای به نام هیدرولیز (تجزیه شیمیایی با آب) میشود که زنجیرههای پلیمری را میشکند و آنها را کوتاهتر میکند. در نتیجه، قطعه چاپشده با فیلامنت مرطوب بسیار تردتر و شکنندهتر از حد معمول خواهد بود و در برابر فشار یا ضربه، به راحتی از محل اتصال لایهها (Delamination) ترک خورده و از هم میپاشد؛ بنابراین برای چاپ قطعات صنعتی و کاربردی، خشک بودن فیلامنت یک ضرورت فنی است.
نتیجهگیری: قطعات مقاوم با فیلامنت خشک و باکیفیت
رطوبت دشمن پنهان کیفیت پرینت سه بعدی است. تشخیص زودهنگام علائم مرطوب شدن فیلامنت مثل تارهای شدید یا صدای جلزولیز، مانع از خراب شدن قطعات طولانی و هدر رفتن متریال شما میشود. همانطور که بررسی کردیم، با روشهای سادهای مثل استفاده از هیتبد پرینتر یا باکسهای رطوبتگیر خانگی، میتوانید جان دوبارهای به فیلامنتهای قدیمی خود ببخشید. نگهداری اصولی در کیسههای عایق، شما را از دردسرهای کالیبراسیون مداوم مکانیکی و عیبیابیهای بیمورد نجات خواهد داد.
سوال: آیا میتوان فیلامنت را با مایکروویو (سولاردام) خشک کرد؟
پاسخ: خیر، به هیچ وجه. مایکروویو مولکولهای آب را با سرعت بسیار بالا به لرزش درمیآورد که این کار باعث داغ شدن ناگهانی، ذوب شدن و دفرمه شدن شدید رول پلاستیکی و خود فیلامنت در چند ثانیه میشود.
سوال: از کجا بفهمیم سیلیکاژلهای داخل کیسه فیلامنت هنوز کارایی دارند؟
پاسخ: سیلیکاژلهای رنگی (آبی یا نارنجی) بهترین نشانه هستند. وقتی رطوبت جذب میکنند تغییر رنگ میدهند (آبی به صورتی و نارنجی به سبز/بیرنگ تبدیل میشود). شما میتوانید این بستهها را هم روی هیتبد یا فر گرم کنید تا دوباره فعال و قابل استفاده شوند.
سوال: حداکثر دمای مجاز برای خشک کردن فیلامنت PLA چقدر است؟
پاسخ: دمای خشک کردن PLA نباید از ۵۰ درجه سانتیگراد بالاتر برود. از آنجایی که دمای نرم شدن (تغییر فاز شیشهای) این پلیمر حدود ۵۵ تا ۶۰ درجه است، دمای بالاتر باعث چسبیدن رشتههای فیلامنت روی رول به یکدیگر و خرابی کل قرقره میشود.
برای خرید فیلامنت پرینتر سه بعدی، میتوانید در شبکههای اجتماعی ما را دنبال کنید یا از طریق تماس تلفنی با ما در ارتباط باشید. تیم رباتیک صنعت همیشه آماده پاسخگویی به شماست تا ایدههایتان را به واقعیت تبدیل کنید
ترجمه و جمع آوری : واحد خدمات ، تحقیق و توسعه رباتیک صنعت