Wenn Sie schon einmal TPU-3D-Drucker-Filament verwendet haben, hatten Sie vielleicht Probleme mit einem unsauberen Druckbild, das durch den Drucker verursacht wurde, oder vielleicht schlechte Schichthaftung. Dies wird oft durch Feuchtigkeit im TPU-Filament verursacht, was typischerweise geschieht, wenn es nicht in einem luftdichten Behälter oder einer Verpackung gelagert wird. Versuchen wir also, dieses Phänomen besser zu verstehen und wie das Problem behoben werden kann. Viel Spaß beim Lesen!
Was ist TPU?
Kurz gesagt, TPU-Filament (thermoplastisches Polyurethan) ist bei Hobbyisten und Profis gleichermaßen ein beliebtes Filament für ihre 3D-Drucker und gilt im Allgemeinen als benutzerfreundliches und kostengünstiges Weichmaterial. Es wird wegen seiner einzigartigen Kombination aus gummiartiger Flexibilität und kunststoffartiger Verarbeitbarkeit geschätzt, was es ideal für eine Vielzahl von Situationen und Anwendungen macht.
Es ist jedoch auch hygroskopisch, was bedeutet, dass es Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt. Sie sollten sich dessen bewusst sein, denn es beeinflusst nicht nur die Art und Weise, wie Sie mit dem Material umgehen sollten, sondern auch, wie viel Sie bei der Lagerung Ihres gebrauchten TPU-3D-Druckfilaments berücksichtigen müssen.
Wenn Sie mehr über die Eigenschaften von TPU erfahren möchten und Fragen wie „Ist TPU wasserdicht?“ beantwortet haben möchten, haben wir bereits einen weiteren Artikel verfasst, der das Filament hier genauer behandelt: TPU-Filament-Leitfaden.
Hygroskopische Eigenschaften von TPU
Wie oben erwähnt, besitzt TPU hygroskopische Eigenschaften, die das Material anfällig für Feuchtigkeitsaufnahme machen. Dies liegt an der gesamten chemischen Struktur des Filaments und kann bei TPU nicht vermieden werden.
Vereinfacht ausgedrückt kann man sich TPU als eine Mischung aus harten und weichen Segmenten vorstellen, die zusammen Ihren 3D-gedruckten Objekten sowohl Festigkeit als auch Flexibilität verleihen. Dies schafft jedoch auch „Löcher“, die in wissenschaftlicher Hinsicht als polare Stellen bezeichnet werden, die Wasserstoff die Bindung mit dem Material ermöglichen.
Nachfolgend haben wir die hygroskopischen Eigenschaften von TPU und die molekulare Struktur für die wissenschaftlich interessierteren Leser hervorgehoben.
Starke polare chemische Bindungen
Urethanbindung (-NH-COO-): Sie ist die grundlegende chemische Bindung, die das Polymerrückgrat bildet und eine hohe Polarität aufweist.
Carbonyl-(C=O)- und Amid-(-NH-)-Gruppen: Diese Gruppen sind sehr polar und haben eine natürliche Affinität zu Wassermolekülen.
Wasserstoffbrückenbindungsmechanismus
- Wassermoleküle (H₂O) sind ebenfalls stark polar.
- Sauerstoff- (O) und Stickstoff- (N) Atome an der TPU-Kette bilden starke intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen mit Wasserstoff- (H) Atomen in Wassermolekülen und "fangen" diese effektiv ein.
Wie man feuchtes TPU-Filament identifiziert
Nun, da Sie wissen, dass TPU Feuchtigkeit aufnehmen kann, wie finden Sie heraus, ob es gebrauchsfertig ist oder ob Sie es vor der Verwendung in Ihrem 3D-Drucker trocknen müssen? Glücklicherweise gibt es ein paar Dinge, die Sie tun können, um Symptome von feuchtem Filament zu erkennen. Unten haben wir 3 verschiedene Anzeichen aufgeführt, an denen Sie feuchtes TPU-Filament erkennen können.
- Hören von Knister- oder Knallgeräuschen aus dem Hot-End während des Druckens.
- Bildung kleiner Blasen im Filament oder Defekte auf der Oberfläche eines gedruckten Teils oder Modells.
- Feuchtes oder nasses Filament fühlt sich klebrig und/oder spröde an und verliert etwas an Flexibilität.
Fertiger Druck, der die Kennung Nummer 2 aus der obigen Liste zeigt: kleine Blasen und Defekte. (Quelle: H3dSprint@printables)
Die Belastbarkeit des feuchten grauen Filaments nach dem Biegen ist deutlich geringer als die des trockenen blauen TPU-Filaments.
Der wichtigste Punkt ist Nummer 3, der getestet werden kann, bevor Sie mit dem Drucken des Filaments beginnen. Versuchen Sie also, das TPU-Filament in die Hand zu nehmen und zu prüfen, ob es sich klebrig anfühlt oder ob es sich steifer anfühlt und beim Biegen schneller zurückfedert, als Sie es in Erinnerung haben. Wie Sie wissen, ist TPU ein eher flexibles Filament, daher sollten Sie es ziemlich stark biegen können, bevor es bricht.
So verhindern und trocknen Sie feuchtes TPU-Filament
Der beste Weg, jegliche Art von feuchtem TPU-3D-Filament in Ihren Drucken zu vermeiden, ist die richtige Lagerung all Ihrer Materialien. Wenn bereits Feuchtigkeit eingedrungen ist, können wir natürlich auch Abhilfe schaffen.
Im Allgemeinen gibt es zwei verschiedene Methoden, die die konsistentesten Ergebnisse liefern, während die flexiblen 3D-Filamenteigenschaften erhalten bleiben.
Richtige Lagerung
- Verwenden Sie luftdichte, feuchtigkeitsundurchlässige Beutel, wie z.B. vakuumversiegelbare Beutel mit Trockenmittel.
- Verwenden Sie trockene Lagerbehälter.
Es gibt auch andere Optionen, die Sie verwenden können, wie z. B. normale Plastiktüten mit Kabelbindern oder Klebeband, die eine solide Abdichtung gewährleisten, obwohl diese nicht so wiederverwendbar und praktisch für häufiges Drucken sind und auch anfälliger für Fehler.
Trockenes Filament
Wenn Sie glauben, dass Ihr TPU-Filament Feuchtigkeit aufgenommen haben könnte, kann keine noch so korrekte Lagerung das Problem beheben. Stattdessen müssen Sie das Wasser manuell extrahieren, indem Sie Ihr TPU-Filament zu Hause trocknen.
- Idealerweise würden Sie einen professionellen Filamenttrockner verwenden, da dies die effektivste Methode ist. In diesem Fall liegen die empfohlenen TPU-Trocknungstemperaturen bei 50–60 °C für 4–6 Stunden.
- Alternativ können Sie manchmal auch Ihren herkömmlichen Backofen verwenden, obwohl dies eher ein DIY-Hack ist und es schwierig ist, die genaue Temperatur wirklich zu kontrollieren. Seien Sie also vorsichtig, wenn Sie dies zu Hause versuchen.
Wenn Sie zu Hause recht oft drucken, könnte es sich lohnen, in ein spezielles Filament-Trocknungsgerät zu investieren, da diese immer günstiger werden, je mehr Leute sie nutzen, und Ihnen auf lange Sicht einiges an Geld und Zeit sparen können.
Andererseits, wenn Sie Ihr Geld lieber sparen möchten, finden Sie manchmal in größeren Städten 3D-Druck-Werkstätten und Makerspaces, die ein solches Gerät zur Verfügung stellen, das Sie gegen eine geringe Gebühr oder sogar gelegentlich kostenlos nutzen können. Dies kann eine gute Möglichkeit sein, trockene Filamente zu erhalten und die Trocknungsgeräte auszuprobieren, und vielleicht sogar mit anderen Hobby-Enthusiasten in Kontakt zu treten!
Weitere Tipps zur Lagerung und Trocknung von Filament: So trocknen und lagern Sie 3D-Drucker-Filament.
Fazit
Letztendlich ist TPU ein sowohl starkes als auch flexibles 3D-Druckerfilament, der Nachteil ist jedoch, dass seine hygroskopischen Eigenschaften es anfällig für Feuchtigkeitsaufnahme machen, was einen Druck schnell ruinieren kann. Dies ist jedoch keine verlorene Sache.
Wenn Sie wissen, wie man die Warnzeichen eines feuchten Filaments erkennt und verstehen, dass eine angemessene Filamentlagerung Ihre erste Verteidigungslinie ist, kann das Problem viel einfacher zu handhaben sein. Wenn Feuchtigkeit in Ihr Filament gelangt, bedenken Sie, dass ein Filamenttrockner eine lohnende Investition ist, um sicherzustellen, dass Ihre 3D-Drucke zuverlässig und qualitativ hochwertig sind. Ein wenig vorbeugende Wartung hält Ihr vielseitiges TPU-Filament bereit für Ihr nächstes großartiges Projekt.