Pourquoi le filament PLA devient cassant ? Solutions simples pour restaurer la qualité d'impression

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. Inutile de dire que je n'avais pas beaucoup réfléchi à la bonne conservation de la bobine pendant le 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 car c'est un filament hygroscopique, ce qui signifie qu'il absorbe l'humidité, mais l'exposition aux rayons UV (lumière du soleil) l'endommage encore plus, le 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 casse-t-il ?

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

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

Il a peut-être absorbé de l'humidité

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

Le filament gorgé d'humidité gonfle et peut se coincer dans le tube d'alimentation Bowden ou casser à cause de la tension normale sur un filament maintenant fragile. De plus, la teneur en eau dans le filament bout à l'extrudeur, créant de la vapeur qui bulle et claque et affectera la consistance du filament extrudé. Ces complications d'impression affecteront finalement la qualité de l'impression. Regardez simplement la photo suivante pour avoir une idée de l'impact que l'humidité peut avoir sur la qualité globale d'impression.

Il a peut-être été exposé à la lumière UV

Comme je l'ai mentionné précédemment, le plus grand coupable quand il s'agit de PLA devenant cassant et cassant facilement, c'est le soleil.

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

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

Le PLA devrait toujours être stocké dans un conteneur scellé avec quelque chose qui absorbe l'humidité, comme des billes de silice, et ne devrait jamais être en plein soleil.

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

Filaments de basse qualité

Tous les fabricants ne font pas les filaments 3D selon les mêmes normes. Dans de nombreux cas, les ingrédients et le processus sont gardés secrets pour capturer une plus grande part de marché. C'est très bien d'un point de vue commercial, mais c'est le consommateur mal informé qui paie le prix pour un filament inférieur vendu à des prix « abordables ».

Certains types de colorants 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, surtout dans des conditions humides, la durée de vie est grandement 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 du filament de qualité et de rester fidèle à cette marque. Vous pouvez expérimenter avec d'autres marques pour créer votre propre registre d'expérience des meilleures marques à utiliser. Assurez-vous simplement d'avoir vos processus d'impression 3D en ordre et allez toujours plus loin pour stocker et préserver correctement votre filament et vos impressions.

Comment imprimer avec du filament PLA cassant

Imprimer avec du filament cassant, c'est comme se mettre en position de mannequin de test de collision ; vous allez vous crasher, et votre impression va échouer. Mais d'un autre côté, si vous n'êtes pas au courant que le filament est devenu cassant au-delà de l'usage normal et ne le découvrez qu'en imprimant, vous pouvez essayer d'augmenter la température de la buse dans l'espoir de se débarrasser du problème d'humidité. Cependant, cette petite astuce ne fonctionne pas toujours de manière fiable, donc je tends à recommander de ne pas utiliser ce filament tant qu'il n'est pas sec et en bon état.

La communauté de l'impression soutient l'idée, quelque peu basée sur la logique, qu'affirmer que retirer 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 faits de ressources naturelles, et l'humidité et les rayons UV ne font qu'accélérer le processus. Dans les cas où l'absorption d'humidité est minime et que le filament est encore dans sa durée de vie, alors les tentatives de sauvetage du filament sont très faisables, et essayer de sécher le filament est définitivement recommandé.

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

Sous ces conditions, il est possible de restaurer le filament à son état d'origine, donc cela vaut définitivement l'effort 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 vie, et il y a 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 et que la dégradation est devenue permanente, alors sécher le 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 sécher le filament avec succès au point où il est encore bon pour imprimer.

• Sécheur de filament : Un sécheur de filament est un équipement pratique à avoir, surtout si vous vivez dans une zone avec des niveaux d'humidité élevés comme les régions côtières. Un sécheur chauffe le filament avant utilisation et, ce faisant, permet à l'humidité de s'évaporer. La température est toujours en dessous de la température de transition vitreuse du filament (environ 65 °C pour le PLA), donc vous n'avez pas à vous soucier de faire fondre votre filament dans le sécheur.
• 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 au four. 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 devriez régler la température du four entre 40 °C et 50 °C s'il peut être réglé si bas. Je devrais aussi dire que ce n'est probablement pas optimal d'utiliser le même four pour cuisiner, mais je l'ai certainement fait plusieurs fois.

Comment empêcher le PLA d'absorber l'humidité

Quel que soit le niveau d'humidité moyen dans votre région, il est conseillé de stocker votre filament correctement. Une solution facile est d'utiliser un sac Ziploc avec du gel de silice pour absorber la petite humidité capturée dans le sac. Des conteneurs hermétiques ou scellés avec du gel de silice sont aussi une bonne option et pourraient être encore meilleurs pour le stockage.

Si vous avez une pièce dédiée à votre matériel d'impression 3D, alors utiliser 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 extérieurs devrait être une pratique standard, et le fait de charger le filament dans l'imprimante ne devrait 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 vers l'extrudeur. Cela éliminera littéralement tous les problèmes d'humidité que vous pourriez avoir eus.

Le bonus de l'utilisation d'une boîte sèche est que le bout du filament passe par une ouverture calibrée directement dans l'extrudeur, ce qui, en plus d'empêcher le filament d'absorber l'humidité, empêchera aussi le filament de s'emmêler.

Comment fabriquer une boîte sèche pour filament

Les boîtes sèches pour filament sont un composant important de l'impression 3D car elles assurent que votre filament est parfaitement préservé et prêt à l'emploi. Bien qu'une boîte sèche soit en essence juste une boîte hermétique avec du gel de silice pour extraire l'humidité dans la boîte, les designs améliorés incluent un chauffage pour faciliter le processus de séchage.

Il y a plusieurs entreprises (marques) qui fabriquent des boîtes sèches chauffées, mais vous pouvez facilement fabriquer la vôtre pour une fraction du prix, et elle fonctionnera tout 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 pour qu'elle convienne à votre activité d'impression 3D. Par exemple, si vous n'imprimez pas beaucoup et changez rarement de type ou de couleur de filament, alors une unité plus petite servira votre but. Inversement, si vous travaillez avec deux ou trois types de filaments différents, une boîte sèche chauffée plus grande fonctionnera mieux.

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

• Un conteneur en plastique assez grand pour accueillir le nombre de bobines que vous utilisez normalement. Le conteneur devrait de préférence avoir un couvercle scellé pour limiter le flux d'air ; cependant, il n'est pas nécessaire que le conteneur soit 100 % hermétique 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, donc une considération est requise en fonction des tailles de bobines que vous utilisez.
• Un indicateur de température et d'humidité pour pouvoir surveiller ces deux valeurs.
• Un chauffage reptile plat électrique placé sous la bobine ou les bobines, normalement réglé à environ 32 °C.
• Des billes ou sachets de silice pour absorber l'humidité. Les billes de silice sont orange et deviennent vertes quand elles sont saturées d'humidité. Elles peuvent être séchées au four et, quand elles redeviennent orange, peuvent être réutilisées.
• Vous devrez percer des trous dans le conteneur pour que le filament passe, et c'est une bonne idée d'attacher 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 chaud pendant qu'il entre dans l'imprimante.

Vous pouvez consulter cette vidéo géniale de Becky Stern montrant comment faire votre propre boîte sèche pour filament :

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