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4 von 10 Projekten im FFF-3D-Druck scheitern. Doch es gibt Hoffnung.
Sind Sie mit Herausforderungen wie Stringing, ungleichmäßigen Oberflächen oder verstopften Düsen konfrontiert? Oft haben diese Unannehmlichkeiten vermeidbare Ursachen, wie zum Beispiel “nasses” Filament.
Aber was bedeutet eigentlich “nasses” Filament?
Die kurze Antwort: Thermoplastisches Filament ist hygroskopisch – es nimmt Feuchtigkeit aus der Atmosphäre auf. Eine detailliertere Antwort berücksichtigt die Art Ihres Filaments, die Verpackung der Spule und vor allem die richtige Lagerung Ihres Filaments.
Nasses Filament und die damit verbundenen Herausforderungen beim 3D-Druck
Eine schnelle Google-Suche nach “nassen Filament” bringt verschiedene Links, darunter einen beliebten Reddit-Beitrag, der die Auswirkungen von feuchtem Filament als Mythos darstellt. Wir empfehlen jedoch, diesen zu übergehen und stattdessen weiter nach unten zu scrollen. Dort finden Sie Berichte aus erster Hand, in denen betont wird, dass Ihr “nasses” Filament höchstwahrscheinlich für die folgenden Druckfehler verantwortlich ist:
- Fadenbildung (Stringing): Dies sind die haarigen Fäden, die auf Ihren fertigen 3D-Drucken erscheinen und selbst durch aufwendige Nachbearbeitung nicht korrigiert werden können. Eine Änderung der Druckparameter kann dieses Stringing-Problem in der Regel nicht beheben.
- Ungleichmäßige Oberflächentextur: Ihr FFF-3D-Drucker extrudiert geschmolzenes Filament in Schichten. Feuchtes Filament beeinträchtigt die Gleichmäßigkeit der Extrusion. Die mangelnde Konsistenz führt zu den ungleichmäßigen Oberflächenstrukturen, die viele Druckerfahrungen schon gemacht haben.
- Verstopfte Extrusionsdüse: Wenn die Düse des Druckers kein Filament mehr extrudiert, kann dies auf eine Verstopfung oder eine falsche Einstellung hinweisen. Wenn Sie die Düse gereinigt haben und sie bei der richtigen Temperatur immer noch kein Filament extrudiert, ist das feuchte Filament höchstwahrscheinlich der Hauptverdächtige.
- Knisternde oder knallende Geräusche: Wenn Sie während des Druckvorgangs knisternde Geräusche in der Düse hören, gefolgt von einem geringen oder unterbrochenen Filamentfluss, sollten Sie den Druckvorgang wahrscheinlich abbrechen. Dieses Geräusch wird höchstwahrscheinlich durch das Vorhandensein von feuchtem Filament verursacht.
Wie können wir nasses Filament erkennen?
Eines steht fest: Zuverlässiger 3D-Druck erfordert trockenes Filament.
Bevor wir jedoch auf die verschiedenen Trocknungsmethoden eingehen, werfen wir zunächst einen Blick darauf, wie Sie feuchtes Filament erkennen können.
Glücklicherweise gibt es einige Anzeichen, die Ihnen helfen können, den Feuchtigkeitsgehalt Ihrer Filamentspulen festzustellen.
Wenn Sie keine Feuchtigkeitsperlen auf der Oberfläche der Filamentrolle sehen, ist es schwer festzustellen, ob Ihr Filament Feuchtigkeit aufgenommen hat, ohne einen Extrusionsvorgang durchzuführen.
Um Anzeichen für feuchtes Filament zu erkennen, extrudieren Sie eine kleine Menge Filament. Die Anzeichen können knisternde oder zischende Geräusche während des Extrusionsprozesses, das Vorhandensein von Luftblasen im extrudierten Filament oder sogar Dampf, der aus der Düse austritt, sein.
Jedes dieser Anzeichen weist auf feuchtes Filament hin. Wenn Sie sich trotz dieser Anzeichen dazu entschließen, den 3D-Druck fortzusetzen, erhöhen Sie das Risiko von Druckfehlern erheblich, von ursprünglich 40 % auf etwa 60 %.
Daher ist das Trocknen – und die Aufrechterhaltung der Trockenheit – Ihres Filaments eine klare Empfehlung, um die Erfolgsquote Ihres 3D-Drucks zu steigern.
Herkömmliche Methoden zur Filamenttrocknung
Trocknen im Backofen
Bastler und professionelle 3D-Drucker verwenden immer noch herkömmliche Backöfen, um Feuchtigkeit aus Filamenten wie ABS und PLA zu entfernen. Legen Sie Ihre Filamentrolle einfach in den Ofen und stellen Sie ihn auf die richtige Temperatur ein:
- 40 – 45 °C für PLA
- 80 °C für ABS
- 80 °C für PA/Nylon
Stellen Sie sicher, dass der Ofen diese Temperaturen genau einhalten kann. Andernfalls könnten das Kunststofffilament oder die Rolle schmelzen.
Die genaue Temperaturkontrolle kann bei einigen Öfen schwierig sein. Oft ist das eingebaute Ofenthermometer nicht präzise genug, um Temperaturschwankungen zu vermeiden. Solche Schwankungen können Ihrem Filament oder der Rolle selbst schaden. Der Trocknungsprozess im Ofen erfordert daher erhöhte Aufmerksamkeit und die Verwendung eines zusätzlichen Thermometers, um sicherzustellen, dass Sie Ihr Filament nicht beschädigen.
Dörrautomat
Dörrautomaten dienen dazu, Lebensmittel durch Trocknen mit einem konstanten Luftstrom zu konservieren. Denken Sie an getrocknete Pflaumen oder Apfelscheiben. Der niedrige Feuchtigkeitsgehalt reduziert die Oxidation der Lebensmittel und verlängert ihre Haltbarkeit.
Der konstante warme Luftstrom eines Dörrautomaten kann auch für das Trocknen von 3D-Druckfilamenten genutzt werden. Im Gegensatz zum herkömmlichen Backofen können Dörrautomaten die eingestellte Temperatur besser konstant halten. Die einstellbaren Temperaturen sind jedoch niedriger. Zusätzlich muss ein Dörrautomat während des gesamten Trocknungsvorgangs in Betrieb sein, um Ihr Filament trocken zu halten.
Dedizierte Filamenttrockner
Bevor Sie Kunststoff in Ihren Ofen legen oder einen Dörrautomaten zu einem Filamenttrockner umfunktionieren, besteht auch die Möglichkeit, einen dedizierten Filamenttrockner zu verwenden.
Ein Filamenttrockner ist ein benutzerfreundliches Gerät. Legen Sie das feuchte Filament in den Trockner, wählen Sie die entsprechenden Einstellungen und warten Sie einige Stunden. Dann haben Sie trockenes Filament. Filamenttrockner wurden entwickelt, um Feuchtigkeit aus Thermoplasten zu entfernen, und sind daher unsere klare Empfehlung.
Moderne Filamenttrockner verfügen neben einer Heizeinheit auch über eine Sorptionseinheit. Diese Einheiten absorbieren Feuchtigkeit und sorgen so für sehr trockene Luft im Inneren des Trockners. Stellen Sie sich eine Wüste vor – im Inneren eines Filamenttrockners herrschen ähnliche Bedingungen: trocken und heiß. Im Vergleich dazu ist die Luft in einem tropischen Regenwald zwar warm, aber nicht trocken. Trotz ähnlicher Lufttemperaturen trocknen Dinge in der Wüste viel schneller als im Regenwald.
Daher ermöglichen Trockner mit Sorptionseinheiten eine schnelle und effektive Filamenttrocknung. In der Liste der Möglichkeiten zur Filamenttrocknung (siehe unten) bietet nur der dedizierte Filamenttrockner diese Option.
Warten Sie nicht zu lange mit dem Trocknen
Es mag zunächst einfach erscheinen, Ihr Filament zu trocknen. Sie legen eine Spule in einen Ofen, und nach ein paar Stunden ist das Filament so gut wie neu. Doch leider ist die Polymerchemie nicht so unkompliziert.
Da Polymere Feuchtigkeit absorbieren, dringen Wassermoleküle allmählich in den Raum zwischen den molekularen Polymerketten Ihres Filaments ein. Während dieses Prozesses bricht das Wasser diese langen Ketten in kleinere Teile, was als Hydrolyse bezeichnet wird. Wenn die Polymerketten kürzer werden, verlieren sie an mechanischer Festigkeit. Leider ist dieser Effekt mit bloßem Auge nicht erkennbar. Das beschädigte Filament sieht genauso aus und fühlt sich genauso an wie zuvor. Doch die Teile, die aus hydrolysiertem Material 3D-gedruckt werden, sind schwach und brüchig.
Einige Filamente wie Nylon (PA) können so viel Feuchtigkeit aufnehmen, dass keine Trockenmethode sie retten kann. Die Hydrolyse wird sich trotz der Trocknungsmethode durchsetzen. Sie können übermäßige Hydrolyse erkennen, indem Sie versuchen, das Filament nach dem Trocknen zu brechen: Es wird extrem brüchig. Für diese Materialien bleibt oft nur die Entsorgung.
Um Materialverschwendung und fehlgeschlagene Drucke zu vermeiden, ist es ratsam, Ihre Filamente immer in einer trockenen Umgebung zu lagern.
Trocknen und Lagern von Spulen in Filamentschränken
Wir haben bereits festgestellt, dass nasses Filament gleichbedeutend mit fehlgeschlagenen 3D-Druckprojekten ist. Offen ist, dass das Trocknen – und damit das Wiederherstellen Ihres Filaments – in ungeeigneten Lagerräumen zu einer weiteren Trocknungssitzung führt. Filamentschränke sind sowohl professionelle Trocknungsgeräte als auch komfortable Aufbewahrungsorte für Ihre Spulen.
Filamentschränke in Industriequalität können mehr als nur trocknen und lagern. Sie bieten auch Funktionen wie eine Filamentdurchführung, Aufnahmen für PTFE-Schläuche und verschiedene Trocknungseinstellungen. Ein Beispiel ist die DryBox EZ, die Ihrem FFF 3D-Drucker kontinuierlich trocken gelagertes Material zuführen kann.
Filamentschränke wie die DryBox EZ sind für Heimwerker, Hobbyisten und Profis gemacht, die daran interessiert sind, Feuchtigkeit zu beseitigen und Filament richtig zu lagern. Damit können Sie hochpräzise 3D-Modelle drucken.
Wenn Sie große Mengen an Spulen für wiederkehrende Projekte lagern möchten, dann ist ein Filamentschrank die Option, die Ihnen bessere 3D-Druck-Erfolge garantiert. Die folgende Tabelle vergleicht verschiedene Trocknungsverfahren und fasst für Sie die damit verbundenen Vor- und Nachteile noch einmal zusammen.
Übersicht der Trocknungsmethoden
| Ort | Technik | Vorteile | Nachteile |
| Trocknen im Ofen | Legen Sie das Filament in einen vorgeheizten Ofen und warten Sie, bis es getrocknet ist. | Trocknet Filament schnell und kostengünstig und ist daher für jeden mit einer Küche zugänglich. | Erfordert Überwachung. Übermäßige Hitze kann schädliche, flüchtige organische Verbindungen freisetzen. Vor allem Gasöfen sind mit Sicherheitsvorschriften und -problemen verbunden. |
| Dörr- automaten | Legen Sie das Filament in den Dörrautomaten und warten Sie geduldig, bis es getrocknet ist. | Erschwinglich als Haushaltsgerät und leicht zugänglich für diejenigen, die auch Früchte trocknen. | Der langsame Trocknungsprozess. Das Filament wird dort gelagert, wo eigentlich Ihr Essen hingehört. Einige Anbieter bieten jedoch wiederverwendete Dörröfen als Filament-Trockner an. |
| Filament- Behälter | Legen Sie das Filament während des Druckens in eine spulengroße Box. | Ein erschwingliches Gerät, das ausschließlich dazu dient, die Exposition des Filaments gegenüber der Umgebungsluft zu reduzieren. | Keine Trocknungsoption. Außerdem ist der Platz in der Regel auf eine Spule beschränkt. Daher werden diese Geräte meist für die Spule verwendet, mit der Sie gerade drucken, aber nicht, um alle Ihre anderen offenen Spulen zu lagern. |
| Filament-Trockenschränke | Legen Sie Filament in den Trockner und stellen Sie die empfohlenen Trocknungsparameter ein. | Ausgestattet mit Einstellungen zum Trocknen verschiedener Filamenttypen und genügen Platz, um sicherzustellen, dass Ihr Filament ständig trocken ist. Einige Filamenttrockner sind mit Sorptionseinheiten ausgestattet, die die Trocknungseffizienz erhöhen. | Relativ teurer, sorgt aber für Sicherheit, Effizienz und richtige Lagerung Ihrer Filamente. |
Xioneer Trocknungsschrank für Filamente
Die Xioneer DryBox EZ ist ein Filamentschrank, der alle Vorteile, die mit der ordnungsgemäßen Lagerung von thermoplastischen Spulen verbunden sind, in einem einfach zu bedienenden Produkt vereint. Die Xioneer DryBox EZ ist ein Beispiel für einen schlüsselfertigen Schrank mit einstellbaren Trocknungsparametern, einer Filamentdurchführung und einer Aufnahme für PTFE Schläuche. Sie ist geeignet für alle Filamenttypen. Die Xioneer DryBox EZ bietet 3D-Druck-Enthusiasten und Profis außerdem die Möglichkeit, bis zu 5 kg Filament zu lagern und Ihrem Drucker zuzuführen.
Fazit
Die Entscheidung, Ihr nasses Filament zu trocknen, verbessert den gesamten 3D-Druckprozess, indem die üblichen Probleme, die mit Feuchtigkeit verbunden sind, beseitigt werden. Die Verwendung eines Filamentschranks reduziert die Feuchtigkeit im Filament und hält Ihre Spulen jederzeit in einwandfreiem Zustand für Ihre Projekte.
