필라멘트 및 수분 흡수; 완벽한 가이드!

필라멘트가 수분을 흡수할 수 있고 이로 인해 모든 종류의 문제가 발생할 수 있다는 사실을 알고 계셨습니까? 글쎄요, 아마도 인쇄하는 동안 갑자기 품질 문제가 발생하고 필라멘트가 젖어 문제가 될 수 있다고 생각하기 때문에 이 게시물을 보게 되실 것입니다.

이 기사에서 나는 다양한 필라멘트와 그들이 얼마나 흡습성인지, 즉 얼마나 많은 수분을 흡수하고 얼마나 빨리 흡수하는지, 젖은 필라멘트로 인쇄할 때 일반적으로 어떤 문제가 발생하는지, 필라멘트 건조 중.

자, 더 이상 고민하지 말고 시작하겠습니다!

어떤 필라멘트가 수분을 흡수합니까?

모든 FDM 열가소성 필라멘트는 어느 정도 수분을 흡수하고 일부는 다른 것보다 더 많이 흡수하지만 모두 흡습성입니다. 예를 들어 PLA는 높은 습도에 150시간 동안 노출되면 최대 40미크론까지 팽창하는 반면 흡습성이 훨씬 높은 나일론은 노출 24시간 후에 포화점에 도달할 수 있습니다.

사용 중인 필라멘트가 습기를 흡수하면 인쇄물에서 보일 수 있으므로 필라멘트 보관 지침을 심각하게 받아들여야 합니다. 습기는 압출 노즐에 기포를 발생시켜 고르지 않은 층을 만들고 결국 십대의 여드름이 난 얼굴과 유사한 인쇄 표면을 만듭니다.

기본적으로 사용 중인 필라멘트가 젖어 있으면 원하는 매끄러운 인쇄 표면을 얻을 수 없습니다.

다른 필라멘트 유형은 다른 속도로 수분을 흡수합니다. 일부는 많은 양의 수분을 흡수하지만 HIPS와 같은 다른 유형은 거의 흡수하지 않습니다. 수분을 흡수하는 필라멘트는 흡습성으로 분류되며, 아래는 흡습성이 가장 높은 것부터 흡습성이 가장 낮은 필라멘트 유형의 목록입니다.

대부분의 흡습성 필라멘트

PVA: 이 필라멘트는 주로 인쇄용 지지대에 사용되며 일반적으로 이중 압출 프린터에 사용됩니다. 한 압출기는 PVA로 지지대를 만드는 데 사용되는 반면 다른 압출기는 3D 모델을 인쇄하는 데 사용됩니다. PVA는 물에 잘 녹고 결과적으로 후반 작업 시간을 줄여주기 때문에 훌륭한 지지 필라멘트입니다.
폴리카보네이트: PC라고도 하는 PC는 강도와 내열성이 뛰어나지만 다른 필라멘트와 마찬가지로 수분을 흡수하므로 젖지 않도록 주의하여 취급하고 올바르게 보관해야 합니다.
나일론: 나일론은 열과 충격에 매우 강하지만 한 가지 큰 단점이 있습니다. 바로 두 시간만 노출되면 사용할 수 없게 되기 때문에 매우 빠른 속도로 습기를 흡수한다는 것입니다.
PLA: PLA를 사용하지 않을 때는 밀폐 용기에 보관해야 합니다. 필라멘트는 사용이 간편하여 인기가 많지만, 젖으면 잘 인쇄되지 않습니다.
ABS: ABS는 공중합체이며 아크릴로니트릴, 부타디엔 및 스티렌의 세 가지 다른 단량체로 구성됩니다. PLA보다 수분 흡수 속도가 느리지만 밀폐 용기에 적절히 보관해야 합니다.
PETG: PETG 필라멘트는 흡습성이므로 보관이 중요합니다. 수분을 흡수하긴 하지만 속도가 다른 필라멘트에 비해 훨씬 느리지만 그럼에도 불구하고 항상 수분에 노출되지 않도록 해야 합니다.
힙: 원래는 지지재로 만들어졌으나 주 인쇄용 필라멘트로 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 모든 필라멘트 유형 중에서 HIPS는 습기의 영향을 가장 적게 받으며 일부에서는 흡습성이 없다고 주장합니다.

습식 필라멘트 인쇄 문제

수분을 흡수한 필라멘트로 인쇄하면 여러 가지 문제가 발생합니다.

필라멘트는 습기에 노출되면 부풀어 오르고 직경이 20-40 미크론 증가하여 인쇄물이 뒤죽박죽이 될 수 있을 뿐만 아니라 습기가 많은 필라멘트는 압출 지연을 일으키고 압출이 중지되면 필라멘트가 노즐에서 계속 나옵니다. 압출기에 걸림이 발생할 수도 있습니다.

압출기에서 약간의 증기가 나올 수 있으며 필라멘트가 가늘어져서 인쇄물이 손상될 수 있습니다.

기본적으로 젖은 필라멘트로 인쇄하면 인쇄물의 품질이 일정하지 않게 나옵니다.

필라멘트가 수분을 흡수했는지 어떻게 알 수 있나요?

수분 포화 필라멘트는 스풀에서 더 부서지기 쉽고 굴곡이 적습니다. Extruder에서 필라멘트가 가열될 때 갈라지는 소리와 터지는 소리가 들리고 때때로 약간의 증기와 기포가 나타날 수도 있습니다.

필라멘트는 노즐을 떠날 때 얼룩과 끈으로 눈에 띄는 이상한 질감을 갖게되어 고르지 않은 층이 생깁니다. 이것은 습기 문제의 일반적인 징후이며, 감지되면 인쇄 프로세스를 중지하고 계속하기 전에 필라멘트를 잘 건조시키는 것이 좋습니다.

필라멘트가 수분을 흡수하는 데 얼마나 걸립니까?

필라멘트가 포화점까지 수분을 흡수하는 데 걸리는 시간은 필라멘트 유형에 따라 다릅니다. 예를 들어 PLA와 나일론은 수분 흡수율이 크게 다르기 때문입니다. PLA는 150시간 노출 기간 동안 최대 40미크론까지 팽창하는 반면 훨씬 더 흡습성이 있는 나일론은 노출 24시간 후에 포화점에 도달할 수 있습니다.

PLA를 고무 화합물(RS)과 혼합하여 수행한 테스트에서 결과는 수분 흡수가 제어된 PLA의 분해 및 지속적인 약화를 보여줍니다.

테스트는 테스트 부품의 인장 강도가 점진적으로 약화되었음을 나타냅니다. 부품은 또한 효소 분해 조건에 놓였고 PLA/RS 복합재의 인장 특성은 급격히 감소했습니다.

어떤 필라멘트가 수분을 흡수하지 않습니까?

모든 열가소성 필라멘트는 사용되는 첨가제에 따라 수분을 흡수하지만 흡수율은 다릅니다. HIPS는 수분 흡수에 가장 저항력이 강한 필라멘트라고 합니다. 일부는 수분 흡수와 관련된 일반적인 분해의 징후가 공식적으로 기록되지 않았기 때문에 흡습성이 아니라고 주장합니다.

HIPS는 매우 강하고 내구성이 강한 플라스틱으로 여러 면에서 ABS와 유사하지만 비흡습성으로 평가됩니다. HIPS는 장난감이나 CD 케이스나 상자에 많이 사용되지만, HIPS는 d-리모넨이나 오렌지 오일에 쉽게 녹기 때문에 ABS와 같은 다른 필라멘트의 지지재로 가장 많이 사용됩니다.

필라멘트를 건조하게 유지하는 방법

모든 필라멘트는 습기를 흡수하기 위해 진공 백이나 실리카겔 패킷과 함께 밀폐된 용기에 보관해야 합니다. 이것이 필라멘트 자체를 건조하게 유지하는 유일한 방법이기 때문입니다. 또한 인쇄 직후 필라멘트를 보관하면 습기에 대한 노출이 줄어들고 수명이 늘어납니다.

필라멘트는 건조할 수 있지만 처음에는 습기가 없는 환경에서 보관하는 것이 가장 안전합니다.

습식 필라멘트 건조 방법

젖은 필라멘트는 필라멘트 건조기 또는 일반 식품 탈수기라는 특수 장치를 사용하여 건조할 수 있습니다. 그러나 대부분의 사람들에게 가장 간단하고 효과적인 방법은 필라멘트 스풀을 필라멘트의 유리 전이 온도(40C)보다 10C-20C 낮은 온도에서 최소 4시간, 최대 8시간 동안 오븐에 넣는 것입니다. PLA의 경우 -50C).

다음은 다양한 방법에 대한 자세한 내용입니다.

필라멘트 건조기 사용

이것은 필라멘트가 항상 건조하고 인쇄할 준비가 되도록 제어된 습기 없는 환경을 제공하므로 고려해야 할 가장 좋은 옵션입니다.

필라멘트 건조 시스템은 작동하기 쉽고 비교적 저렴합니다. 필라멘트를 건조할 뿐만 아니라 안전한 보관 시설로도 활용됩니다.

건조 시간을 절약한 예는 가장 저렴하면서도 최고의 평가를 받는 필라멘트 건조기 중 하나인 Sunlu Dryer BOX입니다. 물론 이러한 장치는 훌륭하게 작동하지만 약간 과도하기 때문에 대부분의 경우에 필요하지 않다고 생각합니다.

오븐에서

이것은 우리 모두에게 오븐이 있고 어느 정도 효과가 있다는 단순한 사실에 대해 3D 프린팅 애호가가 가장 많이 사용하는 방법 중 하나입니다.

그러나 필라멘트는 유리 전이 온도 부근의 온도에 노출되어서는 안 되며 전기 오븐에서 PLA 또는 나일론 스풀을 건조하는 데 일반적으로 4~8시간이 소요됩니다.

또한 가스 오븐을 사용하면 효과가 있지만 온도를 제어하기가 훨씬 어렵고 다른 곳보다 훨씬 더 뜨거운 부분이 있어 결국 필라멘트 스풀을 망칠 수 있습니다.

식품 탈수기

식품 탈수기를 사용하는 것은 더 낮은 온도에서 작동하기 때문에 기존 오븐을 사용하는 것보다 안전한 옵션이지만 여전히 필라멘트를 적절하게 건조하는 데 필요한 추가 시간으로 인해 이상적인 선택이 아닙니다.

필라멘트를 건조하면 인쇄 품질이 향상됩니까?

수분을 흡수한 필라멘트는 충분히 건조된 후 완전히 건조된 새 필라멘트와 동일하게 작동합니다. 습기 자체가 인쇄 품질에 영향을 주지만 필라멘트에서 제거되면 습기에 노출되지 않은 것처럼 작동합니다.

습기가 3D 프린팅된 부품에 어떤 영향을 미칩니까?

완성된 3D 필라멘트 프린트는 습기에 노출되거나 물속에 잠겨도 여전히 영향을 받습니다.

실험은 탄화규소(SiC)가 20% 혼합된 일반 PLA를 사용하여 수행되었으며 인쇄물을 50°C의 증류수에 담그면 58일 만에 열화됩니다.

더 높은 비율의 SiC로 운동을 반복했으며 동일한 조건에서 인쇄가 140일 지속되었습니다. 안정성과 인장 강도는 초기에 SiC를 추가함에 따라 증가했지만 더 많은 양의 SiC로 감소를 측정하기 시작했습니다.

ABS는 즉시 영향을 받지 않고 인장 강도를 유지했습니다. 그러나 노화 과정에서 인쇄물의 강성은 감소하는 반면 파손 변형은 증가했습니다. 이는 인쇄물이 물에 지속적으로 노출되어 연화되었음을 나타냅니다.

이제 연구를 제쳐두고 다른 제작자가 말하는 것을 읽을 때 그들은 매우 다른 의견과 경험을 가지고 있는 것 같습니다. 어떤 사람들은 PLA가 몇 주 만에 물속에 버려지면 부서지기 쉽다고 주장하는 반면, 어떤 사람들은 완전히 반대의 경험을 하여 3년 동안 물 속에 방치된 후에도 완전히 새 것처럼 느껴졌습니다.

내 경험상 충분히 높은 수온, 직사광선(아마도 가장 큰 원인) 등 물에 놔두면 인쇄물이 부서지기 위해 충족해야 하는 다양한 조건이 있습니다.

물이 3D 프린팅 부품(주로 PLA)에 미치는 영향에 대한 게시물을 썼으니 꼭 확인하세요.

3D 필라멘트 스풀의 평균 수명은 어떻게 됩니까?

평균적으로 3D 필라멘트는 원래 포장 상태에서 2-3년의 수명을 가지며 일반적으로 진공 밀봉되어 있으며 올바른 조건에서 보관됩니다. PLA 또는 ABS는 최적의 조건(낮은 습도, 햇빛을 피하고 비교적 낮은 온도에서 보관)을 유지하면 1년 이상 사용할 수 있습니다. 이상적인 보관은 습도 값이 10-13%여야 합니다.

3D 필라멘트 스풀의 평균 수명과 실제 인쇄 지속 시간에 대해 자세히 알아보려면 제가 작성한 이 기사를 확인하세요.

결론

습기는 필라멘트와 3D 인쇄 부품 모두에 영향을 미칠 수 있고 영향을 미치므로 필라멘트를 진공 밀봉 백이나 실리카겔 패킷이 들어 있는 밀봉된 밀폐 용기에 적절하게 보관하는 것이 매우 중요합니다.

필라멘트를 보관하는 것을 잊었고 습기에 많이 노출되어도 걱정하지 마세요! 말려도 문제 없이 재사용이 가능하지만, 필라멘트 스풀을 4~8시간 이상 끼우면 재미가 없기 때문에 최대한 습기를 피하고 보관하는 것이 좋습니다.

이 정보가 도움이 되었기를 바랍니다!

멋진 하루 보내세요!

PLA 필라멘트가 수분을 흡수합니까?

PLA의 흡습성은 실리카 비드 또는 실리카 겔 패킷이 포함된 밀봉된 용기에 제대로 보관하지 않고 장기간 노출된 상태로 두면 수분을 흡수한다는 것을 의미합니다. PLA가 수분을 흡수하면 부서지기 쉽고 더 쉽게 부서지며 인쇄가 더 어려워집니다. 그러나 필라멘트 롤의 수분을 제거하여 원래 상태로 되돌리는 방법이 있습니다.