FDM - Probleme mit feuchtem Filament?!

Oft hat man das Problem, dass nichts im 3D Druck funktioniert , und dies liegt oft an feuchtem Filament (zumindest bei mir war dies öfters der Fall), vor Allem im Sommer ist es bei mir in der Arbeit sehr feucht, sprich eine Luftfeuchtigkeit von über 60% und dann ist ein sinnvolles Drucken nicht mehr möglich. Um ein schnelleres Erkennen von feuchtem Filament zu ermöglichen habe ich diesen  kleinen Guide zusammengestellt:

Vorweg möchte ich noch anmerken, dass leicht feuchtes Filament bei vielen Modellen keine großen Probleme verursachen und daher es nicht relevant ist, wie trocken das Filament ist, jedoch ist es für Funktionsteile sehr wichtig, dass diese stabil sind, und Objekte, die mit trockenem Filament gedruckt wurden sind deutlich stabiler. Meiner Erfahrung nach kommt es nur zu Problemen, wenn die Luftfeuchtigkeit über einen längeren Zeitraum über 60% ist!

 

So erkennt man feuchtes Filament

Wärmeentwicklung:

Feuchtes Filament leitet wärme besser an das Coldend und kann so zu früh schmelzen, was zu sogenanntem "Clogging" führen kann, dem verstopfen der Düse, bzw. steckenbleiben des Filamentdrahtes im Coldend. Es wird auch der Kühlkörper des Coldends deutlich wärmer, was jedoch bei Lüfter gekühlten Coldends schwer nachzuvollziehen ist.

Durch das Erwärmen des Coldends kann es dazu führen, dass das Filmanet, vorallem PLA zu weit aufschmilzt und dann zu einer Verstopfung führt (clogging), dies kann man etwas mit der richtigen Druckgeschwindigkeit kompensieren (nicht zu schnell und nicht zu langsam drucken).

Dadurch, dass sich das Filament viel großflächiger erwärmt tropft es viel stärker bei ruhendem aufgeheiztem Hotend (Ozzen) und beim Druck wird man ein stärkeres Stringing wahrnehmen.

 Durch das Wasser im Filament wird mehr Wärme benötigt um das Filament aufzuschmelzen, sprich das Hotend muss um 10°C oder mehr zusätzlich erwärmt werden.

Geruch:

Wer mit nassem Filament druckt der kann dies an der starken Geruchsentwicklung, vor Allem bei ABS erkennen, denn trockenes Filament lässt sich bei richtigen Einstellungen (nicht zu heiß) fast geruchlos verarbeiten.

 

Optisch:

Am Filament selbst kann man nicht erkennen, ob es trocken oder feucht ist, aber wenn man es durch die Düse drückt, so kann man bei feuchtem Filament den Wasserdampf aufsteigen sehen, wenn es sehr feucht ist und in Extremfällen kommt das Filament sprudelnd heraus und sieht im abgekühlten zustand schwammartig aus.
Die Aufgenommene Feuchtigkeit wirkt sich auf den Durchmesser und das Gewicht des Filaments aus, sprich  es wird dicker und schwerer, durch schlechte Lagerung ist es meist ungleichmäßig feucht und daher variiert der Durchmesser stark.

 

Werkstück:

Beim Drucken wird das Filament nur schlecht auf der Druckplatte haften, vorallem bei ABS ist dieser Effekt sehr stark, wenn es feucht ist. Wenn man ganz langsam druckt kann es jedoch funktionieren, jedoch bleibt der Kunsstoff sehr lange warm und Ecken stellen sich auf, wodurch überhänge fast nicht mehr druckbar sind und bei ABS kann verstärktes Warping feststellt werden. Bei einem feuchten Filament wird das Wasser im Inneren des Filaments erhitzt und im Werkstück eingeschlossen, wodurch das Werkstück nur sehr langsam abkühlt und sehr lange gummiartig elastisch bleibt. 

 

 

Mechanisch:

Feuchtes Filament ist sehr poröse und bricht sobald man es leicht biegt. Je trockener das Filament ist, desto öfter muss man es biegen, bis es bricht. ABS verfärbt sich an der Biegung weiß und kann im trockenen Zustand mehrmals hin und her gebogen werden. Gedruckte Teile aus feuchtem Filament weisen eine deutlich geringere Belastbarkeit aus, daher empfehle ich jedem, der Funktionsteile verarbeitet, vorallem bei ABS, PETg und Nylon, dass darauf zu achten ist, dass das Filament trocken verarbeitet wird.

 

So trocknet man feuchtes Filament am besten

 

 

Silicagel:

Silicagel sollte für jeden FDM 3D Drucker ein Begriff sein, denn es sind die kleinen Päckchen, die mit jeder Rolle Filament kommen. Diese haben die Eigenschaft Luftfeuchtigkeit aufzunehmen und wenn es trocken ist, diese Feuchtigkeit auch wieder an die Luft abzugeben. Daher eignen sich diese Pellets ideal um Filament zu trocknen; um das Filament bestmöglich zu trocknen kann man das Silicagel bei 150°C im Backofen erwärmen und  dann mit guter Luftzirkulation (getrocknete Druckluft vom Kompressor) abkühlen und trocknen. 
Lösst man die Pellets nur im Backrohr, ohne sie nachher mit Druckluft zu behandeln, so ist der trocknungseffekt nicht so stark, aber ausreichend, hier ist weniger oft mehr, sprich nicht zu viele Pellets, oder Päckchen übereinander stapeln, denn es trocknen nur die äußeren.

 

Backofen:

Ja, man kann das Filament auch direkt im Backofen trocknen, jedoch rate ich davon stark ab, da es vorallem bei sehr feuchtem Filament bei mir immer wieder zu Problemen gekommen ist, und ich ganze Rollen Filament wegschmeißen musste, da sie zu warm wurden und verklebten. Das Filament darf nimals zu warm werden, nur leider regeln die meisten Backrohre nicht so genau, und daher kann es leicht vorkommen, dass es zu warm wird und unbrauchbar wird, oder es ist zu kalt und es hat keinen großen effekt. Ich rate daher stark von dieser Methode ab!!!!

 

Fruitdryer

Diese sind eigentlich dazu gedacht um Essen zu trocknen, funktioniert aber auch bei Filament. Das Gerät besteht jedoch aus einer Heizspule und einem Ventilator, also technisch nichts besonderes und auch nichts anderes als ein Backrohr mit Umluft, also ist es das gleiche wie ein Backrohr, nur dass oben die heiße Luft mit dem Wasserdampf raus kann und das gerät meist nur 200-500W hat, also deutlich schwächer als ein Backrohr.

 

Vakuumtrocknung:

Wer in Physik aufgepasst hat, der erinnert sich, dass mit sinken des Drucks auch der Siedepunkt von Wasser sinkt und diesen Effekt kann man zum Vakuumtrocknen nutzen. Ich selbst habe keine solche Pumpe und kann dazu nicht mehr sagen, aber wer eine starke Pumpe hat, kann dies gerne verwenden, jedoch extra eine teure Vakuumpumpe zu kaufen zahlt sich meines Erachtens nicht aus, jedoch finde ich es eine gute Idee das Filament in einem Behälter mit Silicagel unter Vakuum zu lagern, denn so bleibt es auf jeden Fall länger trocken.

 

Lagerung des Filaments:

Sollte man einen Raum haben, indem man weniger als 50% Luftfeuchtigkeit hat, zB ein klimatisierter Raum, dann muss man für normale Verwendung von PLA keine besonderen Lagerungsbedingungen beachten. Bei ABS, Nylon und vor Allem PVA ist es sehr wichtig das Filament trocken zu lagern, am besten mit Silicagel zusammen in einem Luftdichten Behälter geben, ideal sind die für Lebensmittel gedachte Frischhaltedose, die Luftdicht abschließt, siehe folgende Amazon Affiliatelinks:

für aufbewahrung von vielen Rollen für die Aufbewahrung von mindestens 2 Rollen, wie man das   

 

Wer keine Luftdichte Dosen hat kann auf mehrere möglichst dichte Behälter und Plasticksackerl zurückgreifen. Je mehr Dosen man ineinander einschließt, desto länger dauert es, bis die Feuchtigkeit zum Filament vordringt.

Wer keines der oben genannten Behältnisse hat, kann auf das Backrohr zurückgreifen, dass auch sehr dicht ist und auch sehr trocken, wenn man nach dem Backen die Restwärme nutzt, um das Filament zu trocknen.

 

 Um die Luftfeuchtigkeit zu messen kann man ein Hygrometer verwenden:

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In diesem Video werden meine Beobachtungen bestätigt und ich finde die Umsetzung des Videos gut gelungen!

 

 

 

 

Interessante Foreneinträge:
http://forum.raise3d.com/viewtopic.php?f=7&t=9757

 

Internet Quelle 1: https://3dprinterchat.com/2016/12/how-moist-filaments-will-screw-up-your-3d-printing/

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