Filament trocknen und vakuumieren

Es gibt tatsÀchlich Kunststoff, der hygroskopisch ist. TPU zum Beispiel. Ich hatte keine Lust auf Bastellösungen mit Ikea-Kisten und bestellte einfach ein Set, mit  dem ich Filament vakuumieren kann.

Welche Filamente sind hygroskopisch?

„Hygrowas? Immer diese Fremdwörter!“. Okay, kein Ding:

Hygroskopisch ist ein Begriff, der verwendet wird, um Materialien zu beschreiben, die die FĂ€higkeit haben, Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufzunehmen. Salz ist ein hygroskopischen Material, das jeder aus dem Haushalt kennt. Wasser wird in Form von Dampf oder Feuchtigkeit aufgenommen.

Besser?

PVA ist ein Filament, das sehr viel Feuchtigkeit aufnehmen kann. Es kann bis zu 10 % seines Gewichts an Feuchtigkeit halten. Auch TPU zeigt eine hohe Feuchtigkeitsaufnahme von bis zu 5 % seines Gewichts auf.

Nylon, PETG und ASA sidn ebenfalls hygroskopisch, jedoch geringer als PVA oder TPU. Holzfilamente sind teilweise hygroskopisch, je nachdem wie viel Holzfasern sie enthalten. Die geringste hygroskopische Wirkung hat PC in dieser Liste.

1 – PVA (Polyvinylalkohol)

PVA ist ein wasserlösliches(!) Filament, das hĂ€ufig als leicht abwaschbares StĂŒtzmaterial fĂŒr den Dual-Extrusion-3D-Druck verwendet wird. PVA ist biologisch abbaubar. Es sollte wirklich richtig trocken aufbewahrt werden!

2 – TPU (thermoplastisches Polyurethan)

Flexibel, elastisch und zÀh. Besitzt eine hervorragende Layerhaftung, aber leider ist TPU-Filament hygroskopisch.

3 – Nylon (Polyamid, PA)

Nylon-Filament ist fĂŒr seine Festigkeit, ZĂ€higkeit und Langlebigkeit bekannt. Es wird hĂ€ufig fĂŒr mechanische Teile, Verschleißteile, Werkzeuge, Prototypen und Ähnliches verwendet. Nylon ist ein 
 nein 
 das typisch hygroskopisches Filament.

4 – PET, PETG, PETT (Polyethylenterephthalat )

PETG bietet hohe Festigkeit und eine gute WitterungsbestÀndigkeit, allerdings ist es ebenfalls hygroskopisch und sollte trocken gelagert werden.

5 – ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat)

ASA ist ein Filamentmaterial mit Ă€hnlichen Eigenschaften wie ABS, jedoch mit verbesserter UV- und WitterungsbestĂ€ndigkeit. Beispielsweise fĂŒr Drucke, die in Kraftfahrzeugen verwendet werden sollen. Es ist ebenfalls hygroskopisch.

6 – Polycarbonat (PC)

Polycarbonat-Filament ist fĂŒr seine hohe Festigkeit und TemperaturbestĂ€ndigkeit bekannt. Es ist aber ebenfalls ein hygroskopisches Filament.

7 – Holzfilamente

Filamente, die Holzpartikel enthalten, beispielsweise Holz-PLA, können ebenfalls hygroskopisch sein. Die enthaltenen Holzfasern können Feuchtigkeit aufnehmen, was das Filament spröde macht.

Symptome, die auf feuchtes Filament hinweisen

Anzeichen dafĂŒr, dass das Filament Wasser aufgenommen hat:

Knistern

Knisternde GerĂ€usche wĂ€hrend des Druckvorgangs, die durch die Verdunstung von Feuchtigkeit im Filament verursacht werden, sind ein Anzeichen fĂŒr Dampfblasenbildung.

Dampfblasen

Wenn das feuchte Filament erhitzt wird, kann dies zu Blasen oder UnregelmĂ€ĂŸigkeiten in den gedruckten Schichten und OberflĂ€chen fĂŒhren. Kommt immer auf das Modell an, ob man diese auch bemerkt.

Schlechte Layerhaftung

Feuchtes Filament kann zu einer schlechten Schichthaftung und damit zu einem instabilen Bauteil fĂŒhren. Gerade bei Funktionsteilen ist das fatal.

Teure Lösung

Maker von Welt greifen selbstverstÀndlich zu einem der vielen Filamenttrockner oder einem Dörrautomaten. Dann fliegt da wieder ein GerÀt im Haushalt herum, das etwas ersetzt, das man ohnehin hat: einen Backofen.

Berechtigte Ausnahmen

Es gibt natĂŒrlich fĂŒr sehr feuchteempfindliches Material einen sinnvollen Einsatz dieser Box wĂ€hrend des Druckens. Von Eryone und anderen Herstellern gibt es Trocknerboxen mit einem Auslass, an den man einen PTFE-Schlauch anschließen kann.

Diesen fĂŒhrt man dann bis zum Filamentsensor oder dem Extruder. Bessere Drucker haben direkt einen Anschluss fĂŒr den Schlauch integriert, aber es gibt auch Schlauchsets mit AnschlussstĂŒcken.

Alternativen

Was, wenn der Backofen in Beschlag genommen ist, oder die Familienmitglieder es gesundheitlich bedenklich finden, wenn man Kunststoff im Backofen trocknet?

Wie erwĂ€hnt, ist der gute alte Dörrautomat eine gute Alternative zu den teuren Trockenboxen und dem Backofen. Sehr beliebt sind in Maker-Kreise die (runden) Dörrautomaten von Ambiano (Aldi) und Silvercrest (Lidl). FĂŒr diese GerĂ€te gibt es auf Thingiverse sehr viele Modifikationen (Ambiano und Silvercrest), die man selbst ausdrucken kann.

Zur Temperatur- und Erfolgskontrolle gibt es die beliebten Thermo-/Hygrometer von Bresser. Im Display grinst einen auch noch ein Smilie an. Schaut er traurig, ist das Filament langsam trocken. 🙂  Sehr sympathisch.

Meine Lösung

Trocknen

NatĂŒrlich ist es sinnlos, feuchtes Filament zu vakuumieren. Selbst mit einem ganzen Haufen Silicagel-Beuteln nicht, denn das ist viel zu schwach hygroskopisch, um ernsthaft Feuchtigkeit aus dem Filament zu ziehen.

Ich trockne das Filament im Backofen bei Umluft („Circotherm“) bei 50 bis 70 Grad, je nach Filament. PLA bei 50 bis 60 Grad, TPU und PETG bei 70 Grad. Mehr als 70 Grad sollte es nicht sein, sonst hat man am Ende einen großen bunten Plastikklotz im Ofen.

„PLA ist doch nicht hygroskopisch!“ Ja, aber nach ein paar Jahren wird PLA durch Alterung und (sehr geringe) Feuchtigkeitsaufnahme spröde. So ein „Saunagang“ frischt auch PLA wieder auf.

Im Backofen den Rost auf die unterste Schiene schieben, die Filamentrollen darauf stapeln, die BackofentĂŒr schließen, aber z.B. einen Kochlöffel in die TĂŒr klemmen, damit die Feuchtigkeit entweichen kann.

Das Ganze einige Stunden backen. Danach werden die Filamentrollen vakuumiert.

Vakuumieren

Auf Amazon gibt es ein Vakuumier-Set von eSun mit 10 Beuteln, etwas Kleinkram, aber auch einer USB-Vakuumpumpe. Ich wollte nicht so eine schwindelige Handpumpe, mit der man sich doch nur mĂŒde macht.

Es gibt auch das Set mit manueller Pumpe, aber das ist mit 17 EUR rund einen (!) Euro billiger. Das ist sinnfrei,

Ich schob also dem großen A knapp 18 Euronen ĂŒber den virtuellen Tresen und die warfen mir dafĂŒr ein PĂ€ckchen in den Briefkasten.

esun vacuum kit pro
Set mit elektrischer Pumpe

Uiii1 Ein Pro-Kit fĂŒr den Pro-Drucker. Wahnsinn!

Aber was ist drin?

esun vacuum
Vakuumbeutel
  • 10 Vakuumbeutel
  • 10 Ersatzaufklebeventile
  • 10 Silicagel-Beutel
  • 2 Anpressklammern
  • 1 USB-Vakuumpumpe

In den kleinen blauen Beuteln sind kleine poröse Körnchen aus Silicagel, einem synthetischen Silikatmineral. Silicagel hat eine hohe AufnahmekapazitĂ€t fĂŒr Wasserdampf, ohne selbst flĂŒssig zu werden, wie man es von den typischen Raumentfeuchtern her kennt. Es gilt als nicht giftig.

„Aber Hessi, es gibt doch die Beutel auch als „Original“ fĂŒr Lebensmittel! Und es gibt auch die Beutel fĂŒr Kleider, die man mit einem handelsĂŒblichen Staubsauger leeren kann!“  – Ja, sicher, aber die Lebensmittelbeutel sind nicht billiger, die kosten dasselbe und meistens sind im Set auch verschiedene GrĂ¶ĂŸen, von denen wir aber nur eine benötigen.

Die Beutel fĂŒr den Staubsauger haben den Absaugstutzen meistens an einer Stelle, die ungĂŒnstig liegt, wenn man Filament vakuumieren möchte. Und jedesmal den Staubsauger herumschleppen wollte ich auch nicht.

esun vacuum set
Kleinteile

Und natĂŒrlich noch die Pumpe. Bei dieser fehlt ein Netzteil, aber das sollte jeder zu Hause haben.

esun vacuum pump usb
Die USB-Vakuumpumpe

Kompressionsbeutel

Ja, die Beutel kennen wir bereits. Es gibt sie fĂŒr Lebensmittel oder fĂŒr Kleidung, die platzsparend und trocken aufbewahrt werden soll.

Eine Seite der Beutel ist innen geriffelt, das sind LuftkanÀle, damit die Luft abgesaugt werden kann.

Wir stecken die Rolle mit dem getrockneten Filament in einen der Beutel. Die glatte Seite kommt nach oben.

Filament vakuumieren
Filament im Beutel

Und werfen noch einen Beutel Silicagel hinterher.

silicagel filament
Silicagelbeute nicht vergessen!

Der Beutel wird verschlossen. Entweder drĂŒcken wir die beiden Verschlussleisten mit den Fingern oder einem der beiliegenden Anpressklammern zusammen.

Nun pumpen wir die Luft aus dem Beutel. DafĂŒr legen wir den Beutel auf eine ebene OberflĂ€che und halten die Pumpe mittelfest auf das blaue Ventil. DrĂŒcken wir zu stark, kommt keine Luft raus, drĂŒcken wir zu schwach, zieht die Pumpe Nebenluft.

Filament vakuumieren
Filament vakuumieren

Oben auf der Pumpe ist ein Schalter, den betÀtigen wir und die Luft wird aus dem Beutel gesaugt.

Nach ca. dreißig Sekunden sehen wir einen Erfolg. Es knistert, der Beutel zieht sich um die Rolle und wenn wir jetzt nicht aufpassen, verbiegen wir die Rolle zu stark. Die Pumpe scheint sich nicht automatisch auszuschalten.

Filament im Beutel vakuumiert
Filament im Beutel vakuumiert

Die ganzen Rollen werfe ich in eine Aufbewahrungsbox aus dem Action Markt, damit die Beutel nicht beschÀdigt werden und Luft ziehen.

Filament in einer Aufbewahrungsbox
Filament in einer Aufbewahrungsbox

Mehr Beutel?

Gibt es hier.

Welche Filamente sind nicht hygroskopisch?

Ich schulde Euch natĂŒrlich auch noch diese Liste: Filamente, die als wenig hygroskopisch gelten:

  • PLA (Polylactid)
  • ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)
  • HIPS (hoch schlagfestes Polystyrol)
  • CPE (Ethylen-Propylen-Copolymer)
  • TPE (thermoplastisches Elastomer)

Diese Filamente können bis zu 0,5 % ihres Gewichts an Feuchtigkeit aufnehmen. Das ist deutlich weniger als bei den hygroskopischen Filamenten, die bis zu 10 % oder mehr Feuchtigkeit aufnehmen können.

Die geringe HygroskopizitĂ€t dieser Filamente bedeutet, dass sie weniger anfĂ€llig fĂŒr Probleme wie DĂŒsenverstopfung, ungleichmĂ€ĂŸige OberflĂ€chen und verminderte Festigkeit sind. Sie können daher (in der Regel!) ohne vorherige Trocknung verwendet werden.

Es ist natĂŒrlich jedoch immer ratsam, die Filamente an einem trockenen Ort zu lagern, um die QualitĂ€t zu erhalten.

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