Filament muss trocken bleiben

3D-Drucke können durch Feuchtigkeit im verwendeten Filament ganz oder teilweise unbrauchbar werden. Da Filamente Wassermoleküle aus der Umgebungsluft in einem natürlichen Prozess, der als Hygroskopie bezeichnet wird, aufnehmen, treten früher oder später feuchtebedingte Probleme beim Drucken auf. Diese lassen sich vermeiden, indem die Filamente mittels geeigneter Verfahren trocken gelagert werden. Sind die Filamente dagegen der Umgebungsluft ausgesetzt, kann es innerhalb weniger Stunden zur Feuchtigkeitsaufnahme kommen. Dies betrifft vor allem Filamente aus Nylon, in stärkerem Maße aber Spezialfilamente aus PVA, da diese extrem hygroskopisch sind und daher nur unter Einhaltung besonderer Lagerbedingungen einsetzbar bleiben.

Zu typischen Problemen beim 3D-Druck infolge von Feuchtigkeitsaufnahme zählen:

  • Versprödungsneigung
  • Durchmesservergrößerung
  • Filamentblasen
  • Filamentzerfall

Das Ausmaß derartiger Probleme hängt von der Art des verwendeten Filaments ab. Während bei PET beispielsweise kaum Beeinträchtigungen durch Luftfeuchtigkeit auftreten, kommt es bei unsachgemäßer Lagerung von Nylon recht rasch zu einer Sättigung und daher zu Problemen beim Drucken.

Waren die Filamentspulen eine Zeit lang der Luft ausgesetzt, muss von einer Sättigung mit Feuchtigkeit ausgegangen werden, sodass vor ihrer Verwendung ein Trocknungsvorgang erforderlich ist.

Dafür stehen verschiedene Lösungsmöglichkeiten zur Verfügung. Für welche man sich entscheidet, hängt letztendlich von der Menge des zu lagernden Materials und dem verfügbaren Budget ab.

Eine optimale Lösung stellt die Trocknung und Lagerung in einem Trockenschrank dar. Die Adsorptionstrockenschränke der XSD-Serie von Super Dry Totech bieten eine herausragende Leistung beim Zurücksetzen (Reset) der Floor-Life-Zeit von feuchteempfindlichen 3D-Druckmaterialien, Bauteilen und Leiterplatten sowie von Gebinden, wie Beschichtungen, Sprays und Pellets für Spritzgußverfahren – kurz, von feuchteabsorbierenden Materialien aller Art.

In den XSD-Adsorptionstrockenschränken findet eine innovative Technologie Anwendung: Durch Kombination von Niedertemperatur (40 – 60 °C) und extrem niedriger Luftfeuchtigkeit (<0,5 %) wird die Feuchtigkeit entfernt und damit eine sichere Langzeitlagerung gewährleistet. Der Temperaturbereich liegt dabei deutlich unterhalb der „Glasübergangstemperatur“ selbst der am wenigsten hitzebeständigen Polymere. Bei einer höheren Temperatur käme es zu einer Beeinträchtigung der Filamenteigenschaften von hart und spröde zu weich oder gar geschmolzen und damit unbrauchbar.

Eine günstigere, wenn auch nicht so perfekte Lösung stellt die Verwendung von Feuchteschutzbeuteln (Moisture Barrier Bags, MBBs) dar. Diese werden auch als Dampfsperrbeutel oder Vakuumbeutel bezeichnet und finden zunehmend bei der Verpackung sowie der Langzeitlagerung und dem Transport von feuchteempfindlichen Geräten und Materialien Anwendung.

Sie bestehen aus mehreren Lagen Kunststoff und Aluminium, die eine Dampfsperre bilden. Die darin unter Luftabschluss gelagerten Filamentspulen können somit keine Feuchtigkeit mehr aus der Umgebungsluft aufnehmen. Allerdings ist eine Lagerung in Feuchteschutzbeuteln nur dann sinnvoll, wenn die Filamente vor dem Verpacken trocken sind. Durch standardisierte Trockenmittelpäckchen wird der Luft, die nach dem Versiegeln im Inneren des Feuchteschutzbeutels verblieben ist, die Restfeuchte entzogen. Zusätzlich sollte zum Nachweis einer ordnungsgemäßen Lagerung der Spule eine Feuchtigkeitsanzeigekarte (Humidity Indicator Card, HIC) mit in den Beutel gelegt werden.