Почему PLA становится хрупким? Простые способы вернуть качество печати

Недавно пытался напечатать цветом, которым не пользовался давно. Филамент ломался многократно, качество печати разочаровало. Не уделял внимания правильному хранению катушки. Если случилось с вами — вот почему PLA становится хрупким.

PLA становится хрупким от влаги (он гигроскопичен, впитывает влагу), но УФ-излучение (солнце) повреждает ещё сильнее: теряет цвет, становится хрупким, слабым, легко ломается. Правильное хранение — лучшая профилактика.

Почему PLA становится хрупким и ломается?

Механическая структура PLA (полилактид) изначально хрупка, но среда усугубляет это. PLA гигроскопичен — впитывает влагу из воздуха, меняя структуру, становясь ещё более хрупким.

Кроме того, УФ-лучи солнца разрушают и филамент, и готовые печати. Не все бренды производят и упаковывают филамент одинаково — некоторые изначально хрупче.

Возможно, впитал влагу

PLA впитывает влагу, набухает, меняет свойства → проблемы печати. Хотя PLA менее гигроскопичен, чем нейлон или TPU, за короткие сроки впитывает достаточно влаги, чтобы портить качество.

Влажный филамент набухает — может застрять в боуденовской трубке или ломаться от обычного натяга на теперь хрупком филаменте. Вода в филаменте кипит в сопле, образуя пар, пузыри, попы — нарушается стабильность экструзии. Всё это бьёт по качеству. Фото показывает влияние влаги:

Возможно, воздействие УФ-света

Главный виновник хрупкости PLA — солнце.

Катушка у окна в прямом солнце пару дней — нормально. Месяц-два — заметна деградация, в основном потеря цвета.

Но не только: становится слабее и хрупче.

PLA всегда храните в герметичном контейнере с влагоабсорбером (силикагель) и никогда не оставляйте на прямом солнце.

Про контейнер для хранения — в конце статьи.

Низкое качество филамента

Не все производители держат одинаковые стандарты. Часто состав и процесс — коммерческая тайна для захвата рынка. Нормально для бизнеса, но платит неосведомлённый покупатель за плохой филамент по «доступной» цене.

Некоторые красители делают филамент хрупким, в других вина упаковка/доставка. Биоразлагаемый продукт — после вскрытия, особенно во влаге, срок годности падает без строгого хранения.

Чтобы быть уверенным в качестве — найдите бренд с качественным филаментом и будьте верны ему. Экспериментируйте с другими брендами, создавайте свой рейтинг. Но держите процессы печати в порядке и всегда делайте лишний шаг для правильного хранения филамента и печатей.

Как печатать хрупким PLA

Печать хрупким филаментом — как волонтёр краш-теста: разобьётесь, печать провалится. Но если не знали, что филамент стал хрупче нормы, и узнали уже в процессе — можно попробовать поднять температуру сопла в надежде испарить влагу. Но трюк ненадёжен, рекомендую не использовать такой филамент, пока он не высохнет и не вернётся в норму.

Сообщество считает (логично), что удаление влаги вернёт материал в исходное состояние. Правдоподобно и возможно, но часть удачи есть.

Деградация естественна для биоразлагаемых натуральных материалов, влага и УФ лишь ускоряют. При минимальном впитывании влаги и сроке годности — спасение вполне реально, сушка точно рекомендуется.

Срок годности PLA сильно зависит от производителя и качества. При правильном хранении после вскрытия — до 2 лет пригоден.

При таких условиях восстановление реально — стоит усилие не только сушить, но и хранить/использовать правильно.

Как сушить PLA филамент

У PLA есть срок годности и пороги использования, один — впитывание влаги. Если впитывание длительное и деградация постоянная — сушка не поможет. Если минимальное и недавнее — можно сушить и вернуть в норму.

Проверенные способы сушки:

• Сушилка для филамента (Filament dryer): Удобно, особенно в влажных регионах (приморье). Нагревает филамент перед печатью, влага испаряется. Температура всегда ниже Tg (около 65 °C для PLA) — не расплавите.
• Сушилка для продуктов (Food dehydrator): Идеально — температуры подходят для сушки без превышения Tg. Процесс медленный, но результат стоит времени.
• Конвекционная духовка: Можно использовать для сушки. Очень медленно, 4–6 часов в среднем. Если альтернатив нет — ставьте 40–50 °C (если духовка позволяет так низко). Не оптимально использовать ту же духовку для еды, но я делал это много раз.

Как не дать PLA впитать влагу

Независимо от средней влажности в регионе — храните филамент правильно. Простое решение: Ziploc-пакет с силикагелем для поглощения влаги в пакете. Герметичные контейнеры с силикагелем — ещё лучше.

Если есть комната для 3D-материалов — осушитель воздуха поможет контролировать влажность. Зависит от объёма запасов и частоты печати — входы/выходы повышают влажность.

Защита от внешней среды — стандарт. Подача филамента в принтер не должна излишне экспонировать его воздуху. Сухая коробка (dry box) с силикагелем — филамент подаётся прямо в экструдер. Это буквально исключает проблемы с влагой.

Бонус dry box: конец филамента проходит через отверстие прямо в экструдер — кроме защиты от влаги, предотвращает запутывание катушки.

Как сделать сухую коробку (Filament Dry Box) самим

Dry box — важный компонент 3D-печати, гарантирующий сохранность филамента. Суть — герметичный ящик с силикагелем. Улучшенные версии включают нагреватель для ускорения сушки.

Есть брендовые нагревательные боксы, но можно сделать свой за копейки — будет работать не хуже.

Главная идея — держать филамент сухим и готовым. Красота самоделки — под ваши задачи. Редко печатаете, редко меняете филамент — малое изделие. Работаете с 2–3 типами — больше коробка.

Для самоделки понадобятся дешёвые вещи:

• Пластиковый контейнер под нужное число катушек. Желательно с герметичной крышкой (ограничить доступ воздуха), но 100% герметичность не обязательна — нагретый воздуху нужен микровыход.
• Система для свободного вращения катушки. Ролики часто используют, но ограничивают размеры катушек — подумайте под свои бобины.
• Термогигрометр для контроля температуры и влажности.
• Плоский рептильный нагревательный коврик под катушкой(и) — обычно ~32 °C.
• Силикагель (бусины или пакетики). Бусины оранжевые, при насыщении зеленеют. Сушатся в духовке, при оранжевом цвете — снова готовы.
• Сверлите отверстия в контейнере для филамента. Хорошо надеть стандартную пластиковую трубку на каждый выход — филамент пойдёт тёплым прямо в механизм подачи принтера.

Классное видео Becky Stern — как сделать свою сушилку для филамента:

Рекомендуемые товары

Мы подготовили раздел рекомендуемых товаров, чтобы убрать догадки и сократить время на поиск принтера, филамента или апгрейдов — это сложная задача, часто вызывающая путаницу.

Мы отобрали несколько 3D-принтеров для новичков, энтузиастов и экспертов, а также протестировали и тщательно отобрали филаменты и апгрейды — что бы вы ни выбрали, это будет работать как надо.