Pourquoi le filament PLA devient-il cassant ? Résolvons-le !

Il n'y a pas si longtemps, j'ai essayé d'imprimer quelque chose en utilisant une couleur de filament que je n'avais pas utilisée depuis un moment. À ma grande surprise, le filament s'est cassé plusieurs fois et la qualité globale de l'impression résultante était décevante. Il va sans dire que je n'avais pas beaucoup réfléchi à la bonne conservation de la bobine pendant son stockage. Si cela vous est arrivé, vous vous demandez peut-être aussi pourquoi votre filament PLA est devenu cassant.

Le PLA peut devenir cassant s'il est exposé à l'humidité puisqu'il s'agit d'un filament hygroscopique, ce qui signifie qu'il absorbe l'humidité, mais être exposé aux rayons UV (lumière du soleil) l'endommagera encore plus, lui faisant perdre sa couleur et devenir cassant, faible , et facile à casser. Pour éviter cela, un stockage approprié est recommandé.

Pourquoi le PLA devient-il cassant et cassant ?

La structure mécanique du PLA ou de l'acide polylactique est connue pour être fragile, mais les conditions environnementales contribueront et contribueront à son état déjà fragile. Le PLA est hygroscopique et absorbe l'humidité de l'atmosphère, ce qui modifie sa structure mécanique en le rendant plus fragile.

De plus, les rayons UV du soleil décomposent à la fois le filament PLA et les impressions. Enfin, tous les filaments PLA ne sont pas fabriqués et emballés selon les mêmes normes, de sorte que certains types de marques seront plus fragiles que d'autres en conséquence.

Il peut avoir absorbé de l'humidité

Comme mentionné, le PLA est hygroscopique, ce qui signifie qu'il absorbe l'humidité de l'air, le faisant gonfler et modifie ses propriétés, ce qui peut entraîner des complications d'impression. Bien qu'il faille mentionner que le PLA est moins hygroscopique que le nylon ou le TPU, il est toujours capable d'absorber suffisamment d'humidité sur de courtes périodes pour affecter négativement la qualité d'impression.

Le filament humide gonfle et peut se coincer dans le tube d'alimentation Bowden ou se casser en raison de la tension normale sur un filament désormais fragile. De plus, la teneur en eau du filament bout au niveau de l'extrudeuse, provoquant de la vapeur qui bouillonne et éclate et affectera la consistance du filament extrudé. Ces complications d'impression finiront par affecter la qualité de l'impression. Jetez simplement un œil à la photo suivante pour avoir une idée de l'impact que l'humidité peut avoir sur la qualité d'impression globale.

Il peut avoir été exposé à la lumière UV

Comme je l'ai mentionné précédemment, le soleil est le plus grand coupable lorsqu'il s'agit de casser le PLA et de le casser facilement.

Laisser le rouleau de filament près d'une fenêtre en plein soleil ne l'affectera pas si ce n'est que pour un jour ou deux, mais laissez-le là pendant un mois ou deux, et vous commencerez à remarquer une certaine dégradation, principalement sous forme de couleur perte.

Cependant, ce n'est pas tout ce qui arrive au PLA lorsqu'il est en contact avec le soleil, car il devient également plus faible et plus cassant.

Le PLA doit toujours être stocké dans un récipient scellé avec quelque chose qui absorbe l'humidité, comme des billes de silice, et il ne doit jamais être exposé à la lumière directe du soleil.

Plus d'informations sur la fabrication d'un conteneur de stockage pour votre filament à la fin de cet article.

Filaments de mauvaise qualité

Tous les fabricants ne fabriquent pas de filaments 3D selon les mêmes normes. Dans de nombreux cas, les ingrédients et le processus sont gardés secrets afin de capturer une plus grande part de marché. Tout va bien d'un point de vue commercial, mais c'est le consommateur non informé qui paie le prix d'un filament de qualité inférieure vendu à des prix "abordables".

Certains types de colorants de couleur rendent le filament cassant, tandis que dans d'autres cas, l'emballage et l'expédition du filament sont en cause. Étant un produit biodégradable, une fois ouvert, en particulier dans des conditions humides, la durée de vie est considérablement réduite à moins que des mesures de stockage strictes ne soient mises en œuvre.

Pour garantir la qualité du filament que vous utilisez, il est préférable de trouver une marque qui produit un filament de qualité et de s'en tenir à cette marque. Vous pouvez expérimenter avec d'autres marques afin de créer votre propre registre d'expérience des meilleures marques à utiliser. Assurez-vous simplement que vos processus d'impression 3D sont en ordre et faites toujours un effort supplémentaire pour stocker et préserver correctement votre filament et vos impressions.

Comment imprimer avec un filament PLA cassant

Imprimer avec un filament cassant, c'est comme s'installer comme un mannequin de crash test; vous tomberez en panne et votre impression échouera. Mais d'un autre côté, si vous n'êtes pas conscient du fait que le filament est devenu cassant au-delà d'une utilisation normale et que vous ne le découvrez qu'à l'impression, alors vous pouvez essayer d'augmenter la température de la buse dans l'espoir de vous débarrasser du problème d'humidité. Cependant, cette petite astuce ne fonctionne pas toujours de manière fiable, j'ai donc tendance à recommander de ne pas utiliser ce filament jusqu'à ce qu'il soit à nouveau sec et dans de bonnes conditions.

La communauté de l'imprimerie soutient l'idée, quelque peu basée sur la logique, qui affirme que l'élimination de l'humidité du filament ramènera le matériau à son état d'origine. Bien que cela soit à la fois plausible et possible, il y a un certain élément de chance impliqué.

La dégradation se produit naturellement avec les produits biodégradables fabriqués à partir de ressources naturelles, et l'humidité et les rayons UV accélèrent simplement le processus. Dans les cas où l'absorption d'humidité est minimale et que le filament est encore dans sa durée de vie, les tentatives de récupération du filament sont tout à fait réalisables, et essayer de sécher le filament est définitivement recommandé.

La durée de conservation du PLA dépend beaucoup du fabricant et de la qualité globale du filament. Néanmoins, s'il est correctement stocké après ouverture de l'emballage, vous pouvez vous attendre à ce que votre filament reste utilisable jusqu'à deux ans.

Dans ces conditions, il est possible de restaurer le filament à son état d'origine, donc cela vaut vraiment la peine non seulement de sécher le filament mais aussi de le stocker et de l'utiliser correctement.

Comment sécher le filament PLA

Le filament PLA a une durée de conservation, et il existe d'autres seuils qui limitent l'utilisation du filament, l'un étant l'absorption d'humidité. Si ladite absorption a eu lieu sur une longue période de temps et que la dégradation est devenue permanente, le séchage du filament n'aidera pas. Mais si l'absorption d'humidité est minime et s'est produite sur une courte période, le filament peut être séché et ramené à son état normal.

Voici quelques façons qui ont été utilisées pour réussir à sécher le filament au point où il est toujours possible d'imprimer avec.

• Sécheur de filaments : Un séchoir à filament est un équipement pratique à avoir, surtout si vous séjournez dans une zone où le taux d'humidité est élevé comme les régions côtières. Un séchoir à filament chauffe le filament avant utilisation et, ce faisant, permet à toute humidité de s'évaporer. La température est toujours inférieure à la température de transition vitreuse du filament (environ 65 °C pour le PLA), vous n'avez donc pas à vous soucier de faire fondre votre filament dans le séchoir.
• Déshydrateur alimentaire : L'utilisation d'un déshydrateur alimentaire est en fait idéale car les températures sont propices au séchage sans dépasser la température de transition vitreuse du filament. Le processus sera lent, mais les résultats en valent la peine.
• Four à convection : Un four à convection normal peut être utilisé pour sécher le filament. Le processus est très lent et devrait prendre de quatre à six heures en moyenne pour sécher le filament. Si vous n'avez pas d'autre alternative, vous devez régler la température du four entre 40°C et 50°C si elle peut être aussi basse. Je dois également préciser qu'il n'est probablement pas optimal d'utiliser le même four pour cuire des aliments, mais je l'ai certainement fait plusieurs fois.

Comment empêcher le PLA d'absorber l'humidité

Quel que soit le taux d'humidité moyen de votre région, il est conseillé de stocker correctement votre filament. Une solution simple consiste à utiliser un sac Ziploc avec du gel de silice pour absorber le peu d'humidité capturée dans le sac. Les contenants hermétiques ou scellés contenant du gel de silice sont également une bonne option et pourraient être encore meilleurs pour le stockage.

Si vous avez une pièce désignée pour votre matériel 3D, l'utilisation d'un déshumidificateur aidera à contrôler l'humidité. Cela dépendra évidemment de la quantité de filament que vous avez en stock et de la fréquence à laquelle vous imprimez, car entrer et sortir de la pièce augmentera l'humidité.

Protéger votre filament des éléments externes doit être une pratique courante, et distribuer le filament dans l'imprimante ne doit pas exposer inutilement le filament à l'air libre. Une boîte de stockage avec du gel de silice pour contrôler l'humidité peut être utilisée, et le filament serait alimenté directement de la boîte sèche dans l'extrudeuse. Cela éliminera littéralement tous les problèmes d'humidité que vous auriez pu avoir.

L'avantage d'utiliser une boîte sèche est que l'extrémité du filament est alimentée à travers une ouverture dimensionnée directement dans l'extrudeuse, ce qui en plus d'empêcher le filament de s'humidifier, empêchera également le filament de s'emmêler.

Comment fabriquer une boîte sèche Filament

Les boîtes sèches de filament sont un élément important de l'impression 3D car elles garantissent que votre filament est parfaitement conservé et prêt à l'emploi. Bien qu'une boîte sèche soit essentiellement une boîte hermétique avec du gel de silice pour extraire l'humidité de la boîte, les conceptions améliorées incluent un chauffage pour faciliter le processus de séchage.

Il existe plusieurs entreprises (marques) qui fabriquent des boîtes sèches chauffantes, mais vous pouvez facilement créer votre propre boîte sèche chauffante pour une fraction du prix, et cela fonctionnera aussi bien que les modèles de marque.

L'idée principale est de garder votre filament sec et prêt à imprimer. La beauté de fabriquer votre propre boîte sèche chauffée est que vous pouvez la concevoir en fonction de votre activité d'impression 3D. Par exemple, si vous n'imprimez pas trop et que vous changez rarement de type ou de couleur de filament, une unité plus petite répondra à vos besoins. À l'inverse, si vous travaillez avec deux ou trois types de filaments différents, une boîte sèche chauffante plus grande fonctionnera mieux.

Ce dont vous aurez essentiellement besoin pour construire votre propre boîte sèche chauffée, ce sont les éléments peu coûteux suivants :

• Un récipient en plastique suffisamment grand pour contenir le nombre de bobines avec lesquelles vous travaillez normalement. Le récipient doit de préférence avoir un couvercle scellé pour limiter le flux d'air ; cependant, il n'est pas nécessaire que le récipient soit hermétique à 100 % car l'air chauffé aura besoin d'une petite sortie.
• Un système qui permet à la bobine de filament de rouler librement dans la boîte. Des rouleaux sont souvent utilisés, mais cela limite les tailles de bobines que vous pouvez utiliser dans la boîte, il faut donc tenir compte des tailles de bobines que vous utilisez.
• Une jauge de température et d'humidité pour que vous puissiez surveiller ces deux valeurs.
• Un radiateur électrique plat pour reptiles qui est placé sous la ou les bobines et qui est normalement réglé à environ 32 °C.
• Perles ou sachets de silice pour absorber l'humidité. Les perles de silice sont orange et deviennent vertes lorsqu'elles sont saturées d'humidité. Ils peuvent être séchés au four et, lorsqu'ils redeviennent oranges, peuvent être réutilisés.
• Vous devrez percer des trous dans le conteneur pour que le filament passe à travers, et c'est une bonne idée de fixer un tuyau en plastique standard à chaque sortie qui peut alimenter le filament directement dans le mécanisme d'alimentation de votre imprimante. Cela gardera le filament au chaud lorsqu'il entrera dans l'imprimante.

Vous pouvez regarder cette superbe vidéo de Becky Stern montrant comment fabriquer votre propre boîte de séchoir à filament :

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