Зачем сушить пластик?

Многие недоумевают, зачем сушить то, что не может намокнуть? Все с самого детства видели пластиковые стаканы, вилки, ложки, тарелки, бутылки и прочие предметы, которые предназначены для безболезненного контакта с водой. Представить себе можно лишь капли воды снаружи, может быть, про них разговор? А часто ли вы видите запотевшие катушки с филаментом? Может быть, вы регулярно роняете их в ведро с водой или кастрюлю с супом? Или всерьез хотите сказать, что вода проникает в структуру пластмассы? Давайте разбираться.

Вот небольшой пример из реальной жизни. На первый взгляд может показаться, что левая ваза сделана из одного материала, а правая – из другого. Одна выглядит мутной, другая – почти прозрачной, общее у них только отсутствие цвета.

 

Однако это один и тот же пластик – нейлон, причем оба изделия напечатаны из одной катушки, но с интервалом в несколько часов. Ваза слева была изготовлена до сушки, а та, что справа – уже после. Оказывается, пластик действительно способен впитывать влагу. И эта влага негативно сказывается на качестве печати. Катушка некоторое время находилась в открытом шкафу, и за эти пару недель нейлон впитал достаточное количество воды прямо из воздуха. Этот материал особенно «жаждет» влаги, и даже при благоприятных условиях ему хватает всего нескольких часов, чтобы напитаться ею.

Запчасти для 3D принтера
В нашем магазине "Картриджи Тут" https://картриджитут.рф/magazin/folder/rashodnye-materialy-dlya-3d-pechati вы найдете пластик, 3D принтеры, сушилки для пластика. 

Остальные пластики тоже способны поглощать воду в различных количествах, причем эта способность может отличаться даже у одного типа материала и даже у разных партий от одного производителя. Зависит от сырья, технологии изготовления, красителя и прочих добавок.

В среднем, в некоторых источниках приводятся такие цифры для “чистых” материалов:

Состав присадок может существенно изменять эти показатели как в положительную, так и в отрицательную сторону.

• Вспенивание. При попадании частиц воды в разогретое до 200–250°C сопло они мгновенно превращаются в пар, вызывая множество микро-взрывов, которые разрушают структуру пластика. Материал становится рыхлым, пористым и теряет прочность. Именно это случилось с первой вазой из примера. Признаки данного процесса включают треск, шипение, а иногда даже видимые струйки пара различной интенсивности, зависящие от уровня влажности материала.
• Деформации и искривление стенок. О точных геометрических параметрах модели речи уже идти не может.
• Увеличенная «волосатость». Из-за повышенной текучести материала, вызванного влагой, потребуется коррекция настроек ретракции, однако нет гарантии, что это решит проблему полностью.
• Снижение межслойной адгезии. Рыхлая структура и неравномерность поверхности приводят к снижению сцепления между слоями, что ослабляет изделие и повышает риск разрушения, особенно в поперечном направлении.
• Изменение внешнего вида. Модель приобретает матовый оттенок и менее яркий цвет благодаря пористой структуре. Это может рассматриваться как преимущество для создания декоративного эффекта. Тем не менее, важно помнить, что влага может распределяться по длине нити неравномерно, поэтому однородный узор структуры не гарантирован.

Таким образом, видно, что высокая влажность оказывает негативное влияние на свойства пластика при печати, поэтому предварительная сушка является ключевым этапом подготовки к процессу.

---

Откуда берется вода в пластике?

На первый взгляд, воздух в обычной квартире не кажется слишком влажным: нет ни тумана, ни конденсата на мебели, ни следов плесени на стенах. Так сколько же воды содержится в воздухе и достаточно ли её для того, чтобы пластик начал накапливать влагу?

Давайте обратимся к школьному курсу физики. В разделе об абсолютной и относительной влажности говорится, что абсолютная влажность — это количество воды, растворенное в одном кубическом метре воздуха, измеряемое в граммах. Относительная влажность показывает, какой процент от максимально возможного количества водяного пара содержится в воздухе при текущих условиях. Когда относительная влажность достигает 100%, это означает, что воздух достиг предела насыщения и больше воды в него не вместится. Для жилых помещений нормальным считается уровень относительной влажности в пределах 30–60%. Он варьируется в зависимости от времени года, погодных условий, работы системы отопления, атмосферного давления и других факторов. Для примера возьмем среднее значение — 40%.

Без сложных расчетов перейдем сразу к результатам. Если взять условия с относительной влажностью 50%, температурой воздуха 25°C и давлением 760 мм рт. ст., то в каждом кубическом метре воздуха будет содержаться около 10 граммов воды. Это примерно одна столовая ложка, что может показаться незначительным количеством. Однако это составляет целых 1% от массы стандартной килограммовой катушки филамента. Таким образом, одного кубического метра воздуха в обычной квартире хватит, чтобы испортить целую катушку пластика. Учитывая, что в каждой комнате таких кубометров десятки, в небольшой двухкомнатной квартире вокруг нас буквально витает эквивалент литра-полтора воды. Эта влага вредна для пластика, но важна для поддержания нашего здоровья.

Вывод: если пластик не упакован в герметичную упаковку (лучше двойную) с добавлением силикагеля, со временем он неизбежно накопит столько влаги, сколько сможет.

---

Нужно ли сушить любой пластик?

Согласно таблице гигроскопичности, некоторые типы пластиков обладают нулевой способностью к поглощению влаги. Означает ли это, что такие материалы не могут намокнуть и, следовательно, не требуют сушки?

Ответ неоднозначен. Да, наблюдения показывают, что катушка с PETG, например, может находиться на открытом принтере месяцами, и печать с неё останется качественной, но при выполнении определённых условий:

— если влажность в помещении не превышает 60%,
— если на пластик не попадает вода,
— если PETG высокого качества и не содержит избытка гигроскопичных добавок, таких как красители.

Тем не менее, даже при соблюдении всех этих условий со временем могут возникнуть характерные признаки воздействия влаги: появление «соплей», пузырьков и их комбинаций.

Заметив (или услышав) признаки повышенной влажности при печати, стоит не лениться и просушить катушку, лишний раз удостоверившись в пользе этой процедуры.

Пластики, подобные нейлону, которые активно впитывают влагу («пластик-верблюды»), нужно сушить перед использованием, даже если они хранились в упаковке, которую вы считали герметичной. Как было отмечено ранее, такие материалы способны впитывать воду из воздуха всего за несколько часов, что может не только снизить качество печати, но и вовсе сделать её невозможной.

Излишнюю влажность нейлона можно определить даже визуально: сухой нейлон имеет легкую прозрачность, тогда как влажный становится плотным, мутным и практически белым.

Не вредно ли пересушивать пластик?

Для большинства типов пластика пересушивание не представляет большой проблемы, хотя и является бессмысленным. Однако, например, PLA плохо переносит чрезмерную сушку и становится чрезвычайно хрупким. Пруток может рассыпаться на мелкие фрагменты.

Такое же явление наблюдается при длительном хранении PLA в слишком сухих помещениях.

Если разрушение ещё не началось, можно попытаться восстановить свойства PLA, оставив его на ночь в пакете с влажной салфеткой. Простым способом проверки на «пересушку» может служить попытка сломать пруток вручную: если он с хрустом ломается при минимальном изгибе, значит, пришло время его «увлажнить», пока не стало слишком поздно.

---

Как правильно сушить пластик?

Самый простой и эффективный метод — использование потока горячего воздуха. При нагревании газ быстро теряет свою относительную влажность и становится способным впитывать больше влаги, что он охотно делает из окружающих предметов. Поэтому наша цель — прогреть воздух, желательно обеспечивая постоянную циркуляцию свежего сухого газа.

При какой температуре и как долго сушить? Ответ индивидуален и зависит от типа пластика, его количества, уровня влажности и возможностей вашего оборудования. Можно ориентироваться на таблицу, которая представлена ниже. Эти данные рассчитаны на стандартную полную катушку весом 1 кг.

Процесс дегидратации осуществляется с помощью различных устройств и приспособлений, будь то самодельные или промышленные сушилки. Сама процедура проходит автономно, не требует особого контроля и нуждается лишь в вашем терпении.

Духовка. Она есть в каждом доме, и это её единственное достоинство.

Использование духовки неудобно и связано с рисками. Легко можно перегреть пластик, превратив его в расплавленную массу или даже вызвав возгорание. Применять её следует с особой осторожностью, но лучше всё же воздержаться от использования.

Сушка на батарее. Такой метод даже не стоит рассматривать всерьёз. Помимо того, что он применим только в отопительный сезон, он также ненадёжен, неравномерен и непредсказуем. Его можно использовать лишь как временное решение в экстренной ситуации, но для регулярной работы он совершенно непригоден.

Дегидратор, широко известный как сушилка для овощей и фруктов. Это недорогое, доступное, удобное и безопасное устройство. Всё, что понадобится, — это выбрать камеру подходящего размера для размещения катушки или адаптировать крышку под ваши нужды.

Большинство дегидраторов оснащены вентиляторами, регуляторами температуры и иногда таймерами, что делает их эффективными и универсальными устройствами. Максимальная температура нагрева обычно не превышает 70°C, но этого достаточно для сушки 95% видов пластика, включая упомянутый нейлон. Возможно, процесс займет чуть больше времени, но результат будет удовлетворительным.

Некоторые мастера модернизируют дегидраторы, добавляя вращающуюся подставку и клапан для подачи филамента. Такая конструкция позволяет подавать пластик непосредственно из сушилки в принтер, что особенно полезно при длительной печати материалов, склонных к быстрому впитыванию влаги, в условиях высокой влажности. Кроме того, тёплый пластик более гибкий, что в ряде случаев может оказаться полезным.

Самодельная сушильная камера. 

Основой для самоделки чаще всего служит герметичный контейнер, аквариум или любая подходящая коробка, куда устанавливается обогреватель с функцией обдува и другими опциями, такими как система контроля (термометр с гигрометром) или активный контроль (термостат). Возможны разные комбинации, ограниченные лишь фантазией и ресурсами мастера. Устройство подходит как для одноразовой сушки, так и для поддержания нужного уровня влажности во время печати.

Этот способ, возможно, не самый дешевый и простой по сравнению с покупным дегидратором, но зато он позволит создать прибор, идеально соответствующий вашим потребностям, размерам и предпочтениям, а также принесет удовольствие от процесса творчества.

Фабричные сушилки филамента (рекомендуем). В продаже имеется великое множество разновидностей на любой вкус и стоимость. Пожалуй, лучший вариант для домашнего использования. Удобны, безопасны, имеют все необходимые настройки, включая пресеты для основных видов пластиков. Как правило, позволяют печатать прямо из камеры. Имеют приятный дизайн. Разработаны специально для заявленных нужд, выпускаются серийно. По цене (в среднем) немногим выше фруктовых дегидраторов.

 

---

Как правильно хранить пластик?

Сразу уточним, что даже самое идеальное хранение не обеспечит вечного сохранения исходного состояния пластика. Главная цель хранения — свести к минимуму проникновение влаги, уменьшить время последующей сушки или вовсе обойтись без неё, если уровень влажности остается в допустимых рамках.

#### Лучшие варианты хранения

Вакуумные пакеты и контейнеры. Они наиболее эффективны, ведь чем меньше воздуха, тем меньше в нём воды. Также удобно контролировать целостность упаковки, проверяя наличие возможных утечек. Этот метод идеален для долгосрочного хранения, начиная от месяца и дольше.

Обычные контейнеры и пакеты. Менее долговечны, но гораздо удобнее в использовании. Подходят для краткосрочных периодов хранения, от нескольких дней до пары месяцев.

Специальные шкафы с автоматическим контролем климата. Оптимальны для дорогостоящих инженерных материалов, таких как PEEK и аналогичных. В быту встречаются крайне редко, да и на производстве используются нечасто.

#### Что не рекомендуется

Открытое хранение. Хранение пластика на открытом воздухе, даже в закрытых шкафах и тумбочках, не рекомендуется. Подвешивание пластика на кронштейнах принтера также нежелательно, так как он собирает пыль. Такое обращение допустимо лишь на короткий срок — от нескольких часов до нескольких дней, и то не для всех типов пластика.

Хранение в обычных контейнерах и пакетах не так долговременно, но значительно проще. Рекомендуется для небольших периодов, от нескольких дней до пары месяцев.