Le filament d'une imprimante 3D peut-il se détériorer ? Les causes et leurs solutions !

Le plus souvent, nous pouvons être relativement sûrs que notre imprimante 3D est bien calibrée et prête à imprimer des objets incroyablement beaux selon nos normes de qualité élevées. Du coup, nous décidons d'imprimer un nouvel objet avec une bobine de filament qui n'a pas été utilisée depuis un moment. A notre grande surprise, nous constatons que le résultat est bien en deçà de nos attentes habituelles.

Alors, une bobine de filament peut-elle se détériorer et perdre ses propriétés ? Quelles sont les causes les plus probables de ce problème ?

Si le filament n'est pas stocké dans un récipient scellé avec du gel de silice, il absorbe l'humidité, ce qui le rend cassant, tout comme l'exposition aux rayons UV, car il peut également rendre le filament cassant et susceptible de se casser, et la bobine peut également devenir emmêlé s'il n'est pas correctement fixé aux trous de la bobine avant de la ranger.

En résumé, voici un tableau des causes pouvant rendre un spool inutilisable, ses conséquences et ses solutions.

Cause	Pire filament	Meilleur filament	Conséquences	Solution
Exposition aux rayons UV	– APL – ABS	– PETG – ASA	Le filament devient cassant et a tendance à se casser	Aucune solution
Exposition à l'humidité	– APL - ABDOS – PETG	– HANCHES – ASA	– Mauvaise adhérence à la plaque de construction – Bulles dans la buse – Des résultats hétérogènes – Le début et la fin de l'extrusion sont retardés – La buse arrête l'extrusion	– Sécher au four à 40°C pendant 3 heures – Utilisez un sèche-cheveux – Utiliser un purificateur d'air
Enchevêtrement dans la bobine	– Affecte tout	– Affecte tout	– La buse arrête d'extruder le filament	– Fixez toujours la pointe du filament dans les trous de la bobine après utilisation.
Frottement du porte-bobine	– Affecte tout	– Affecte tout	– La buse arrête d'extruder le filament	– Placez la bobine sur des objets moins susceptibles de générer des frottements.

Combien de temps dure généralement le filament ?

Si le filament est stocké dans un endroit sec et relativement frais et conservé dans son emballage pour éviter l'humidité, vous pouvez vous attendre à ce que votre filament conserve ses propriétés pendant au moins 2 ans. Cela est vrai pour la plupart des thermoplastiques populaires, comme le PLA, l'ABS et le PETG. L'exception à cette règle est le nylon, qui cesse généralement de fonctionner après 12 mois de durée de conservation.

Gardez à l'esprit que la qualité d'impression du filament peut être conservée bien plus longtemps que 2 ans, mais vous devrez l'utiliser pour le savoir, mais évitez généralement d'acheter des bobines de filament qui sont restées sur une étagère pendant deux ans ou plus.

Quoi qu'il en soit, il y a trop de variables impliquées, il est donc presque impossible de savoir avec certitude combien de temps une bobine de filament vous durera.

La durée de vie du filament dépend de nombreux facteurs, tels que les conditions atmosphériques locales du filament, son exposition au soleil, la température et l'humidité), ainsi que la qualité initiale et le type de thermoplastique.

PLA

En règle générale, le filament PLA a une durée de conservation d'environ 2 à 3 ans. Cela signifie que vous pouvez l'acheter, le stocker dans un endroit frais, sec et sombre dans son emballage d'origine (pour éviter l'humidité) et pouvoir encore imprimer avec lui près de 3 ans plus tard. Gardez à l'esprit qu'après 2 ans, la qualité d'impression peut commencer à se dégrader.

Le filament PLA peut durer longtemps avant de devenir cassant et de montrer des signes d'usure, mais évitez certainement les bobines de PLA qui ont été stockées dans un garage chaud ou au soleil car le PLA n'aime pas la chaleur ou être exposé à la lumière UV. .

D'autre part, le PLA stocké à l'intérieur à température ambiante peut durer quelques années sans déclin de qualité.

ABS

Le filament ABS a une durée de conservation similaire à celle du PLA, ce qui signifie que, s'il n'est pas exposé à l'humidité, il peut durer jusqu'à deux ans une fois sorti de son emballage.

L'ABS est un matériau plus solide et plus durable que le PLA. Parce qu'il a une température de transition vitreuse plus élevée (105°C contre 60°C pour le PLA), il résiste mieux à la chaleur.

Bien qu'il soit moins sujet à l'absorption d'eau que les autres thermoplastiques, c'est toujours une bonne idée d'être prudent et de garder vos bobines ABS dans un environnement convivial. J'entends par là le garder à l'intérieur de son emballage avec plusieurs sacs de gel de silice, pas à la lumière directe du soleil, etc.

Nylon

La grande affinité du nylon pour l'eau est problématique, il absorbe l'eau comme une éponge, ce qui la fait gonfler et bloquer la buse de l'imprimante, ce qui peut créer des sorties incohérentes.

En quelques jours seulement, il peut absorber entre 1 % et 3 % d'humidité, et cette forte teneur en eau entraînera une défaillance du matériau lors de l'impression.

Techniquement parlant, le Nylon est un thermoplastique qui a la propriété d'être hygroscopique. C'est une façon élégante de dire qu'il aime absorber l'humidité.

Pour cette raison, si le nylon est laissé à l'air libre, sa durée de vie sera considérablement réduite en quelques jours. Il ne convient pas non plus à l'impression de produits destinés à des utilisations en extérieur. La plupart des marques de nylon ont une durée de conservation maximale de 12 mois.

Il convient toutefois de noter que tous les filaments sont plus ou moins hygroscopiques et absorbent l'humidité. Cependant, ils ne peuvent en absorber qu'un certain pourcentage et c'est tout. Ce n'est évidemment pas idéal pour imprimer avec le filament car l'humidité peut créer toutes sortes de problèmes, mais si cela ne vous dérange pas que votre impression gonfle légèrement, vous pouvez certainement laisser les modèles imprimés à l'extérieur et une fois qu'ils ont absorbé de l'humidité, ils n'absorbera plus.

GPE

Le PETG est un co-polyester, il a deux composants principaux :le PET et le glycol. Il est plus solide et plus durable que le PLA ainsi qu'un peu plus flexible; Le filament PETG a une température de transition vitreuse plus élevée, ce qui signifie qu'il ne se déforme pas aussi facilement que le PLA lorsqu'il est soumis à de faibles formes de chaleur (dans une voiture, par exemple).

Stockez le filament PETG dans un récipient hermétique pour le garder à l'abri de l'humidité. La température de stockage est également critique. Le filament PETG peut durer longtemps s'il est stocké dans un endroit frais, mais s'il est exposé à la chaleur, il deviendra cassant et se fissurera, surtout lorsqu'il est exposé simultanément à l'humidité.

La plupart des filaments PETG peuvent être stockés pendant 2 ans ou plus avant de devenir cassants et de se fissurer. Vous devez le conserver dans un endroit frais et à l'abri de l'humidité ou de la lumière directe du soleil pour vous assurer qu'il conserve ses qualités le plus longtemps possible.

Maintenant, là où le PETG diffère également des filaments précédents, c'est qu'il est résistant aux UV, ce qui en fait un excellent filament pour une utilisation en extérieur.

Comment savoir si un filament est défectueux et quelle en est la cause ?

La mauvaise nouvelle est qu'il n'y a aucun moyen clair de savoir si une bobine de filament a mal tourné. La bonne nouvelle est que les imprimantes 3D ne seront en aucun cas endommagées par l'utilisation d'anciens filaments, vous pouvez donc toujours essayer d'imprimer un objet de test rapide pour vérifier la qualité globale d'une bobine.

Les gens recommandent les trois tests suivants pour identifier un mauvais filament :

• Test d'étirement :Ce n'est pas une méthode entièrement fiable car le PLA peut être un peu plus flexible avant de tomber en panne. Cette méthode exige également que vous ayez un peu confiance en vos propres capacités d'observation. Je considère que c'est une perte de temps car cela ne fournit pas de preuves concluantes.
• Test d'effort :Une façon encore moins fiable d'examiner le filament PLA à la recherche de signes de dégradation consiste à le laisser pendre verticalement pendant un certain temps avant le test. Ne le recommande pas non plus.
• Imprimer un petit objet :c'est de loin le meilleur moyen de tester la qualité actuelle d'une bobine de filament. Imprimez un petit objet avec vos paramètres habituels et vérifiez si le résultat est aussi bon que prévu. Si vous entendez des bruits de claquement pendant l'extrusion, vous pouvez être certain que vous avez affaire à du filament humide.

Comme vous l'avez peut-être remarqué, je ne suis clairement pas un grand fan des deux premières recommandations qui sont généralement lancées. Pourquoi réaliseriez-vous des tests qui vous donnent une idée de la qualité si vous avez un moyen rapide et facile de tester exactement ce que vous essayez de mesurer !

Comment l'humidité affecte-t-elle le filament ?

L'humidité accumulée dans une bobine peut entraîner des impressions de très mauvaise qualité et même des bris. Si votre filament sort de votre bobine étiré et enfilé, cela pourrait indiquer que votre filament n'est pas suffisamment sec.

Les conséquences de l'impression avec des filaments humides sont nombreuses, et c'est l'une des principales causes lors de l'obtention de mauvais résultats.

Lisez simplement la liste des conséquences possibles des filaments humides. Vous aimeriez certainement éviter cela !

Un filament humide peut entraîner :

• Rechercher des trous sur les couches supérieures de vos pièces
• Bulles sur la pointe de l'extrudeuse
• Mauvaise adhérence à la plaque de construction
• Résultats très hétérogènes lors de l'impression du même modèle
• Le début et la fin de l'extrusion sont retardés, ce qui entraîne une mauvaise qualité
• La buse arrête de manière aléatoire l'extrusion du filament

Pourquoi l'humidité a-t-elle un si grand effet sur la qualité d'impression ? Que se passe-t-il exactement ?

Mousse

Le phénomène de moussage est la principale raison de l'expansion du filament. C'est mauvais pour vos impressions. Cela rend les couches plus faibles et peut faire ressembler l'impression à une tranche de fromage suisse. Elle est causée par deux facteurs :l'évaporation de l'humidité absorbée et une rétraction excessive.

Le moussage est le processus par lequel la molécule de polymère est décomposée en un état gazeux. Les molécules de polymère sont grosses et peuvent se défaire facilement. En conséquence, ils perdent de leur résistance lorsqu'ils sont mouillés et peuvent même se diviser en sections séparées. L'énergie nécessaire pour rompre ces liaisons fait gonfler et dilater le filament.

Hydrolyse

L'hydrolyse est un autre processus qui se produit au niveau atomique :lorsque le polymère absorbe l'eau, il se dégrade en rompant certaines de ses liaisons chimiques. Cela transforme le polymère en un monomère.

Lorsque vous utilisez votre imprimante 3D, un filament à faible teneur en humidité est très important. Les bulles dans l'impression transforment même le plus beau design en un fouillis. Un bon séchage des filaments garantit que vos créations seront propres et belles.

Comment réparer un filament qui a absorbé de l'humidité ?

Le moyen le plus simple et le plus rentable d'égaliser progressivement l'humidité sur un filament consiste probablement à le dessécher à l'aide d'un type de four.

Un four de cuisine ordinaire est le moyen le plus rapide de sécher les bobines de filament. La chaleur peut évaporer beaucoup d'eau, ce qui vous aidera à vous débarrasser de l'excès d'humidité et à rendre votre expérience d'impression 3D sans problème.

Les fours de cuisine feront du bon travail mais avant de les utiliser, cependant, vous devez considérer qu'ils ne sont pas conçus pour chauffer les filaments, vous devez donc être extrêmement prudent pour ne pas les faire fondre et régler définitivement la température bien en dessous de la température de transition vitreuse du filament .

Afin de sécher correctement une bobine de filament humide, réglez le four à 40°C (104°F) et laissez-le ainsi pendant environ 3 heures. De temps en temps, vérifiez l'évolution du processus, en particulier pour vous assurer que la température n'est pas trop élevée et ne fait pas fondre le filament.

N'oubliez pas que la température de transition vitreuse, la température à laquelle le PLA commence à devenir malléable, n'est que de 60 °C (140 °F) . Si votre four atteint ou dépasse cette température pendant quelques minutes seulement, vous pouvez être certain que la bobine est détruite pour de bon.

Bien que j'ai tendance à utiliser le four comme solution de prédilection pour le séchage des filaments humides, je dois également mentionner d'autres techniques utilisées par la communauté des imprimeurs :

Les déshydrateurs alimentaires fonctionnent également bien car ils sont essentiellement conçus pour aspirer toute l'humidité des aliments, et ils le feront également sur le filament.

Enfin, il existe quelques produits spécialement conçus pour sécher le filament appelés, vous l'avez deviné, séchoirs à filament et ils sont un moyen fantastique de garder votre filament à l'abri de l'humidité, en plus vous ne courez pas le risque de faire fondre le filament comme vous le feriez lors de l'utilisation d'un four.

Comment stocker correctement le filament ?

Afin d'empêcher l'humidité d'être absorbée par votre filament, la plupart des fournisseurs expédient leurs filaments avec un petit sac de gel de silice. Le gel de silice est un déshydratant, c'est-à-dire un produit qui absorbe l'humidité de son environnement.

Vous devez stocker tous les filaments dans un récipient hermétique ou un sac ziploc avec ces sachets de silice, ou vous pouvez simplement remplir un petit récipient de stockage avec des perles de silice, du riz, etc. et simplement mettre les filaments à l'intérieur.

Comment endommager votre filament (et comment y remédier) ?

Jusqu'à présent, nous avons été principalement préoccupés par l'humidité, qui est le moyen le plus probable de ruiner une bobine inutilisée. Inutile de dire qu'il existe de nombreuses autres façons de détruire nos filaments, alors passons en revue chacune d'entre elles.

Bobine de filament emmêlé

Sérieusement, c'est le problème le plus courant que je rencontre en tant que personne qui gagne une part décente de ses revenus en impression 3D. Le fonctionnement des imprimantes FDM est simple. Chaque imprimante reçoit le filament en plastique d'une bobine, qui à son tour est reliée à un porte-bobine. L'imprimante extrait le filament de la bobine et le fait fondre en une fine ficelle avec une buse chaude.

Le filament plastique est en fait enroulé sur une bobine plastique ou métallique sous forme de bobines circulaires. Une bobine de 1 KG peut avoir jusqu'à une centaine de bobines. Une extrémité du filament est attachée à la bobine et l'autre extrémité est acheminée vers l'imprimante.

Chaque fois que vous allez stocker le filament, assurez-vous d'insérer l'extrémité libre dans les trous disponibles sur le côté de la bobine pour l'empêcher de s'emmêler.

Si votre imprimante reçoit son filament d'une bobine emmêlée, elle sera très probablement incapable de continuer à pousser le plastique à travers la buse, elle se bloquera à mi-chemin de l'impression, toute la progression sera perdue. C'est une erreur assez irritante, longue et coûteuse.

Cependant, les enchevêtrements sont assez faciles à éviter. Tout ce que vous avez à faire est de ne jamais laisser libre l'extrémité libre du filament. S'il n'est pas dans l'imprimante, il doit être soit dans votre main, soit solidement fixé aux trous présents sur les bords de la bobine.

Si, toutefois, vous constatez que votre filament s'est emmêlé, commencez simplement à le dérouler manuellement de la bobine, puis rembobinez le filament vous-même et collez l'extrémité dans l'un des trous pour qu'il reste bien serré.

Gardez vos filaments hors de portée des enfants, des animaux ou des adultes irresponsables !

Avoir un animal de compagnie, des tout-petits ou un visiteur adulte irresponsable dans la maison pose un problème particulier aux propriétaires d'imprimantes 3D.

Le filament est froid au toucher, il ressemble à un câble brillant, il émet des sons de vrombissement froids lorsqu'il bouge et il a une couleur délicieuse. Vous avez probablement vu ce que les enfants ou les animaux domestiques peuvent faire s'ils mettent la main sur un rouleau de papier toilette d'apparence terne, maintenant, imaginez ce qu'ils feront à un rouleau de filament brillant et cool. Par conséquent, il est préférable d'éloigner vos filaments.

Dommages causés par le soleil

Comme nous l'avons déjà établi, la plupart des filaments ne résistent pas aux UV et l'exposition au soleil les endommagera probablement avec le temps.

Parfois, vos filaments peuvent sembler beaux, mais vous pouvez réellement sentir ou voir que le matériau PLA ou ABS est plus doux ou cassant, plus fin et plus souple. Et pire que tout, il aurait pu se déformer au point de devenir si fragile qu'il pourrait facilement se casser ou se casser.

Les dommages causés par le soleil se produisent principalement lorsque le filament est transporté ou stocké près d'une fenêtre. Il est certainement facile d'éviter ce problème.

La bobine est trop lâche ou trop serrée par le porte-bobine de votre imprimante

Un problème très courant avec l'impression 3D est lorsque le porte-bobine a un tel frottement que la bobine ne peut pas bouger facilement pendant l'impression, ce qui provoque des problèmes tels que des couches faibles, une mauvaise adhérence ou même des obstructions et des bourrages.

Pour éviter cela, assurez-vous que le porte-bobine peut se déplacer librement et en même temps ne gêne pas la rotation de la bobine lorsque l'imprimante tire dessus.

Ne pas utiliser de guide de filament

Un guide-filament est presque toujours constitué d'un tube en téflon. L'utiliser pour alimenter le filament vers votre imprimante peut aider à empêcher votre filament de s'emmêler et vous donne un peu plus de tranquillité d'esprit pendant que vous travaillez.

Cela peut être très utile pour améliorer la qualité de vos impressions en vous assurant que l'imprimante 3D extrude le filament droit et l'empêche de s'emmêler.

Conclusion

Après avoir passé en revue chacun des problèmes possibles, nous pouvons conclure que la plupart d'entre eux sont non seulement évitables mais assez faciles à prévenir.

Veillez à mettre en œuvre ces recommandations dans votre flux d'impression habituel et prenez toujours quelques secondes supplémentaires pour bien ranger vos filaments.

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