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La humedad es uno de los enemigos más peligrosos cuando se trata de filamentos de plástico para impresión 3D. No mantener los filamentos libres de humedad puede provocar que se rompan prematuramente, que las impresiones se arruinen o, peor aún, que el conjunto del extrusor se obstruya.
Si bien hay muchas formas de mantener seco el filamento, el PLA es un material particularmente diferente debido a su sensibilidad a las altas temperaturas. Dada la baja temperatura de fusión del PLA, ¿cuál es la mejor manera de mantener seco el filamento o secarlo antes de imprimir?
Las mejores formas de mantener seco el filamento PLA antes de imprimir
Al secar el filamento de PLA, lo primero que debes tener en cuenta es que el PLA tiene una temperatura de transición vítrea relativamente baja, de sólo 70 °C. Esto significa que un rollo de filamento expuesto a temperaturas cercanas a este valor tiende a ablandarse y fusionarse, haciéndolo inutilizable. En cambio, es preferible cualquier método que no dependa de la aplicación directa de calor.
1. Guarda tu filamento en una bolsa de plástico hermética.
La mejor manera de secar el filamento PLA es asegurarse de que no absorba humedad en primer lugar. Los filamentos normalmente se envían en bolsas de plástico selladas al vacío, por lo que es razonable almacenarlos en un contenedor similar. Para obtener mejores resultados, recomendamos tirar algunos paquetes de desecante con el filamento PLA. Esta es la forma más económica de almacenar el filamento para evitar que absorba humedad del medio ambiente.
La desventaja de este método es que no se puede almacenar un filamento en una bolsa de plástico hermética por tiempo indefinido. Las bolsas de plástico, incluso con un cierre hermético, siguen siendo ligeramente permeables a la humedad. Esto significa que su filamento PLA, incluso cuando se almacena con algún desecante, terminará absorbiendo humedad si se guarda en una bolsa de plástico durante varios meses.
Además, el filamento almacenado en bolsas de plástico transparente es muy propenso a la degradación por rayos UV. Este es otro problema particularmente más grave con el PLA, ya que simplemente no tiene la estabilidad química de otros filamentos como el ABS o el PETG.
2. Utilice una bolsa de papel de aluminio Mylar
Si una bolsa de plástico no es adecuada para un almacenamiento prolongado, ¿qué tipo de contenedor lo es? Si bien puedes conseguir cajas de filamentos especialmente diseñadas, son caras y ocupan mucho espacio. Una alternativa más práctica son las bolsas de mylar o, más técnicamente, las bolsas selladas al vacío hechas de lámina de Mylar.
La lámina de Mylar consiste en una capa muy delgada de metal de aluminio laminada con una capa igualmente delgada de resina de poliéster. El resultado es un material reflectante, impermeable, duradero y de baja fricción que se ha utilizado ampliamente como material de embalaje de alimentos, superficies protectoras para conductos y artículos decorativos.
Las ventajas de la lámina Mylar sobre el plástico transparente son dobles. La fina capa de aluminio mejora enormemente la resistencia a la humedad de Mylar, por lo que el filamento debe permanecer seco incluso después de un almacenamiento prolongado. Sigue siendo una buena idea tener un par de paquetes desecantes para absorber la humedad residual del filamento. La degradación de los rayos UV también se ve detenida por el exterior reflectante de la lámina de Mylar.
3. Seca tu filamento en un horno.
Sabemos que dijimos que introducir calor en la ecuación al secar el filamento PLA es una mala idea. Sin embargo, no es imposible si cuentas con el equipo adecuado.
Para empezar, necesita un horno de alta calidad con controles precisos que puedan ajustarse a temperaturas tan bajas como 40 a 50 °C. Aunque esto es unos buenos 20 °C por debajo de la temperatura de transición vítrea del PLA, el enfoque «bajo y lento» para secar el PLA es la ruta mucho más segura que garantiza que no terminará con un filamento fusionado.
Si puedes configurar tu horno a una temperatura tan baja, entonces puedes dejar el carrete allí durante cuatro a seis horas sin problemas.
Antes de proceder a secar el filamento PLA, vale la pena tomarse el tiempo para asegurarse de que su horno alcance con precisión la temperatura que configuró. Una pequeña desviación de la temperatura establecida está bien y es normal, pero una variación de más de 10 °C podría ser problemática.
Para probar la precisión de la temperatura de su horno, configúrelo a la temperatura deseada y coloque una temperatura calibrada adecuadamente en su interior. Debes poder ver el valor de la temperatura sin abrir el horno. También puede utilizar esta prueba para determinar cuánto tiempo de precalentamiento necesitará antes de que el horno pueda alcanzar una temperatura estable.
¿Por qué un filamento PLA absorbe humedad?
No todas las resinas plásticas son higroscópicas o excepcionalmente propensas a absorber humedad. Todo depende de la estructura química de la resina. Aquellos con muchos dobles enlaces tienden a tener muchos puntos a los que el agua puede unirse mediante enlaces de hidrógeno. Esto significa que las moléculas de agua quedan unidas al material plástico a nivel molecular, lo que las hace un poco más difíciles de eliminar.
Desafortunadamente, prácticamente todos los termoplásticos utilizados en la impresión 3D se caracterizan por tener abundantes dobles enlaces, incluido el PLA. Si bien su estructura química les otorga las mismas características deseables para la impresión 3D, desafortunadamente tiene un gran inconveniente.
Para ser justos, otros materiales de filamentos, como el nailon y el ABS, son mucho más higroscópicos en comparación con el PLA. En comparación con otros filamentos de impresión 3D, el PLA ya se considera uno de los menos vulnerables a la absorción de humedad. Sin embargo, el efecto del exceso de humedad sigue siendo lo suficientemente grave como para justificar un esfuerzo significativo para evitarlo.
¿Cómo sabré si mi filamento PLA ha absorbido demasiada humedad?
Si ha podido almacenar el filamento correctamente, no debería tener ningún problema relacionado con la humedad durante la impresión. Sin embargo, el proceso de impresión 3D está inherentemente lleno de solución de problemas y es necesario identificar los síntomas antes de poder diagnosticar el problema. ¿Cuáles son los problemas que debes anticipar si estás utilizando un filamento que ya ha absorbido mucha humedad?
1. Filamento quebradizo
Un filamento que ha retenido la humedad durante demasiado tiempo perderá su elasticidad y eventualmente se volverá quebradizo. Un filamento PLA quebradizo puede ser problemático porque es posible que el filamento termine rompiéndose en medio de un trabajo. Además, este no es un proceso reversible. Si descubres que tu filamento PLA se ha vuelto quebradizo debido a la ingesta excesiva de humedad, lo mejor que puedes hacer es reciclarlo o desecharlo de manera responsable.
2. Filamento hinchado
La absorción de humedad tiende a hacer que el filamento se hinche. Al realizar un seguimiento del diámetro de su filamento utilizando un micrómetro digital, puede verificar fácilmente si hay efectos significativos de humedad en su filamento sin tener que pasar por los problemas que solo surgen una vez que ha comenzado el proceso de impresión. Por supuesto, necesitarás tener una línea de base para detectar cualquier cambio, por lo que es mejor realizar una medición inicial tan pronto como recibas tu nuevo filamento PLA.
3. Sonido de chasquido o silbido en el extrusor
Una vez que un filamento cargado de humedad ingresa al elemento calefactor de su extrusor, la humedad atrapada se expandirá y eventualmente se convertirá en vapor. El chasquido y silbido que produce este proceso es el signo más característico de un filamento que necesita secarse. Por supuesto, también es posible que veas vapor visible saliendo del extrusor; si eso no es una señal clara, entonces no sabemos qué es.
4. Líneas de extrusión desiguales
La evaporación de la humedad dentro del filamento significa que será casi imposible conseguir un flujo constante de filamento a través de la boquilla. El efecto general serán líneas de capas con agujeros. Esto no sólo hace que la impresión terminada sea visualmente poco atractiva, sino que también tendrá una durabilidad reducida debido a una mala adhesión de las capas. Básicamente, tu impresión será tan mala que no tendrás más remedio que empezar de nuevo.
5. Cuerdas o burbujas severas
Cuando la humedad se expande dentro del conjunto del extrusor debido al calentamiento, también crea un exceso de presión sobre la boquilla que puede expulsar el filamento fundido. Este problema de sobreextrusión crea manchas a lo largo de las líneas de las capas.
Además, el exceso de presión en la boquilla también puede causar problemas de encordado si su modelo tiene mucho espacio vacío donde el dron necesita viajar sin extruir. Aunque es posible evitar el encordado modificando la configuración de retracción de su impresora 3D, esto aún no soluciona la serie de otros problemas causados por el exceso de humedad en el filamento.
Para ir finalizando
Aunque la absorción de humedad puede ser un problema mucho más grave con otros filamentos, el PLA también puede ser un material difícil de secar debido a su baja temperatura de transición vítrea. Si desea limitarse a métodos de secado que no emplean calor, debe estar preparado con los materiales de almacenamiento adecuados. No importa qué filamento tengas, esa es una de las formas más fáciles de evitar que se desperdicien o que tengas un problema grave cuando ya hayas comenzado a imprimir.
Advertencia; Las impresoras 3D nunca deben dejarse desatendidas. Pueden representar un peligro para la seguridad contra incendios.