Praca z inżynieryjnymi materiałami do druku 3D wymaga często więcej wysiłku niż wytwarzanie przyrostowe z najpopularniejszych filamentów jak ABS czy PLA. W przypadku materiałów na bazie poliamidów (najczęściej PA6 lub PA12) równie istotne co parametry procesu druku 3D jest przygotowanie materiału jeszcze przed jego rozpoczęciem. Często, to własnie właściwe przechowywanie filamentu warunkuje powodzenie procesu druku 3D.
Materiały na bazie poliamidów wyróżniają się silną higroskopijnością, co oznacza, że z łatwością wiążą wodę pochodzącą z powietrza. Podczas druku 3D, w wyniku podwyższenia temperatury, woda zawarta w materiale wchodzi w reakcje z materiałem polimerowym i dochodzi do reakcji hydrolizy. W praktyce oznacza to, że materiały te są trudniejsze w procesie druku 3D, ponieważ wchłonięta woda może skutkować problemami związanymi z jakością wydruku 3D (tworzą się przerwy w warstwach filamentów czy ubytki). Zawilgocony materiał można poznać już na etapie drukowania 3D pierwszych warstw – słychać wtedy charakterystyczne strzelanie materiału w głowicy, czego powodem są właśnie cząsteczki wody w filamencie.
O metodach suszenia pisaliśmy niejednokrotnie na łamach Centrum Druku 3D. Przypomnijmy – jeśli chodzi o suszenie, możemy podejść do problemu dwojako, czyli w sposób domowy lub profesjonalny. Sposób domowy obejmuje suszenie z wykorzystaniem piekarnika. Filamenty powinny spędzić w piekarniku 1-4 godziny, jednak im dłużej będą się suszyć, tym lepiej.
Z kolei, jeśli mowa o zastosowaniach profesjonalnych, na przeciw wychodzą producenci akcesoriów do druku 3D. Jednym z rozwiązań dostępnych na rynku jest suszarka do filamentu chińskiego producenta Wanhao – Box 2.
Wanhao Box 2 – unboxing
Suszarkę do filamentów kupiliśmy z myślą o podnoszeniu jakości wydruków 3D z materiałów na bazie nylonu. Wybór padł na Wanhao Box 2.
Co dostajemy zamawiając Wanhao Box 2? W pudełku, oprócz solidnego urządzenia wykonanego z czarnej blachy znajdziemy kabel zasilający, rurkę z tworzywa, która doprowadza materiał do drukarki 3D oraz krótką instrukcję postępowania z urządzeniem (dostępna również w wersji elektronicznej). Zdradzę jednak, że obsługa suszarki jest banalnie prosta i nie wymaga wiedzy technicznej – konieczna jest natomiast podstawowa wiedza dotycząca zakresów temperatur dla poszczególnych gatunków materiałów.
Poniżej ściąga od producenta:
Zakres temperatur dla wybranych gatunków filamentów, rekomendowany przez producenta
| Materiał | Temperatura | Czas |
|---|---|---|
| PLA | 45°C | >4h |
| ABS | 60°C | >2h |
| PET-G | 65°C | >2h |
| Nylon | 70°C | >12h |
W urządzeniu, źródłem ciepła jest płytka na spodzie urządzenia. Suszarka od wewnątrz została wzbogacona o warstwę uszczelniającą, co zapobiega utratom ciepła. Również wokół drzwiczek zamontowany został pasek tworzywa, który ma zapewniać środowisko o stałej temperaturze i niskiej wilgotności. Urządzenie jest wyposażone w czujnik temperatury i wilgotności – informacje o tych parametrach wyświetlane są na dotykowym wyświetlaczu.
Za pośrednictwem wspomnianego wyświetlacza odbywa się komunikacja z urządzeniem. Po uruchomieniu, na ekranie dostępne są cztery informacje:
- Temperatura,
- Wilgotność – dzięki czujnikowi, urządzenie informuje nas o wilgotności panującej wewnątrz urządzenia. Pożądanym poziomem jest mniej niż 15%,
- Waga, na podstawie której urządzenie szacuje długość materiału pozostałego na szpulce,
- Czas, jaki pozostał do końca cyklu suszenia materiału.
Możliwość zmiany większości z wyżej wymienionych parametrów jest możliwa za pomocą opcji zawartych w zakładce „Settings” (ikona koła zębatego w prawym górnym). W menu dostępne są następujące opcje:
- Temperatura – po kliknięciu użytkownik ustala temperaturę suszenia materiału. Maksymalna temperatura jaką można osiągnąć to 110°C, jednak producent nie zaleca przekraczania 80°C,
- Czas – przed rozpoczęciem, za pośrednictwem ekrany dotykowego ustala się czas suszenia materiału
- Kalibracja wagi wewnątrz urządzenia,
- Ustawienia profilu materiału, w którym można ustawić średnicę filamentu oraz szacunkową gęstość (opcjonalne).
Kiedy parametry są ustawione, należy wrócić do ekranu głównego poprzez wciśnięcie przycisku „Back” w górnym lewym rogu, a następnie wcisnąć przycisk „Start”. Oświetlenie wewnątrz urządzenia zapewniane jest przez diody LED. W czasie spoczynku komora oświetla się na zielono, a w trakcie pracy – na czerwono.
Jakie filamenty można suszyć? Szpulki mogą mieć wagę nawet do trzech kilogramów – urządzenie przystosowane jest do wszystkich, standardowych średnic filamentu (od 1,75 do 3 mm). Wymiary komory urządzenia to 39,5 x 27 x 42 cm, maksymalne wymiary szpuli to średnica 23 cm i 13 cm szerokości.
Jak wygląda praca z urządzeniem? Instalacja filamentu jest banalnie prosta. Należy umieścić materiał wewnątrz urządzenia i wysunąć końcówkę materiału jednym z portów, z przodu lub z tyłu urządzenia. Urządzenie wyposażone jest w rurkę, która doprowadza materiał do ekstrudera drukarki 3D w zamkniętym systemie, zapobiegając ponownemu zawiglotnieniu materiału.
W CD3D korzystamy z drukarek 3D Zortrax Inventure, które z uwagi na izolowaną, grzaną komorę roboczą pozwalają na druk 3D z materiałów wysokotemperaturowych o wysokiej jakości. Inwestycja w suszarkę do filamentu pozwoliło nam na osiąganie lepszej jakości wydruków 3D z materiałów higroskopijnych, jakimi są filamenty na bazie nylonu. Urządzenie jest bezgłośne, a dzięki solidnej izolacji jego zewnętrzne ściany nie nagrzewają się przez co jest całkowicie bezpieczne w eksploatacji.
Poniżej zdjęcia przykładowych wydruków drukowanych 3D z nylonu, o jakości jaką udało się uzyskać dzięki suszarce do materiału. Większość z realizowanych przez nas wydruków jest własnością intelektualną klientów, dlatego nie możemy wykorzystywać ich fotografii w publikacjach na Centrum Druku 3D. Poniżej wydruki 3D z materiału PA6, drukowane 3D na drukarce 3D Zortrax Iventure.
