3D-Druckfehler durch Filament Trocknen vermeiden 

Der 3D-Druck bietet mit seiner Vielfalt an Vorteilen viele Möglichkeiten für Unternehmen, ihre gewohnten Produktionsroutinen aufzubrechen und effizienter zu gestalten. Aber auch für Privatpersonen liegen in der additiven Fertigung Chancen, ihrer Kreativität freien Lauf zu lassen und für den eigenen Bedarf zu produzieren. Wer bereits einen 3D-Drucker und das Zubehör besitzt, kennt sich womöglich mit den verschiedenen Hindernissen aus, die einem im 3D-Druckprozess begegnen können.  

Im Laufe des 3D-Druckprozess können verschiedene Probleme auftreten, sodass die 3D-gedruckten Objekte schließlich Fehler aufweisen. Eine Ursache kann in der Feuchtigkeitsbildung im Filament gefunden werden, die insbesondere bei PA-, TPU-, PVA-, PMMU oder BVOH-Filamenten auftritt, aber auch bei PLA, PETG, Nylon oder ABS. Während der Lagerung von Filamenten kann es nämlich in kürzester Zeit passieren, dass das Filament Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnimmt, sich im Filament verschließt und im 3D-Druckprozess zum Hindernis wird. Wir erklären Ihnen, wie Sie die Feuchtigkeit feststellen und Ihr Filament trocknen können, um diese Druckfehler zu vermeiden und die Druckqualität zu erhöhen. 

Im Filament eingeschlossene Feuchtigkeit (Bild: BCN3D)

Ist das Filament Trocknen notwendig?

In den meisten Fällen können Sie Feuchtigkeit im 3D-Druckfilament an bestimmten Merkmalen feststellen. Am offensichtlichsten ist es wohl, wenn sich an der Oberfläche Ihres Filaments Wasserperlen bilden. Meistens sieht beschädigtes Filament jedoch genauso aus und fühlt sich genauso an wie intaktes Filament und die Feuchtigkeit lässt sich lediglich im Druckprozess feststellen. Im FDM- oder FFF-3D-Druckverfahren kann es zu Unterextrusion, Fadenziehung, Oberflächenfehlern, Filamentbruch, Verstopfung des Extruders, schlechter Haftung zwischen den verschiedenen Schichten und insgesamt fragilen, brüchigen Objekten kommen.

Im Laufe der Extrusion wird das Material zudem selbst nach Beendigung des Drucks und Ausschalten des Extrusionsmotors weiter auslaufen oder die Düse verstopfen, wenn es Feuchtigkeit beinhaltet. Zum anderen deutet es ebenfalls darauf hin, dass Sie Ihr Filament trocknen müssen, wenn das Material keine glatte Oberfläche und zusätzlich Bläschen aufweist, die dadurch entstehen, wenn die Feuchtigkeit im Inneren des Filaments durch die Erhitzung verdampft. Außerdem könnten während des Druckprozesses zischende Geräusche wahrzunehmen sein, die von der Düse ausgehen, oder sogar weißer Rauch bei der Extrusion.  

Maßnahmen zum Filament Trocknen

Nachdem Sie die in dem Filament eingeschlossene Feuchtigkeit als Ursache für die Druckfehler identifizieren konnten, gibt es ein paar Aspekte, die Sie beachten sollten, wenn Sie Ihr Filament trocknen möchten. Eine Option besteht darin, das Filament für einige Stunden bei niedriger Temperatur in Ihren heimischen, vorgeheizten Ofen zu legen. Um das Filament zu trocknen, wird beispielsweise für PLA eine Temperatur von 40-45 Grad empfohlen, für ABS sowie PA/Nylon 80 Grad. Bei der Nutzung von herkömmlichen Backöfen ist jedoch darauf zu achten, dass die Temperaturanzeige des Ofens exakt ist, denn bei zu hoher Temperatur könnte das Filament Schaden nehmen.

Eine weitere Möglichkeit wäre, das Material in ein Dörrgerät für Lebensmittel zu legen, wenn Sie das Filament trocknen möchten. Die Funktion des Dörrgeräts, Lebensmittel durch Trocknen zu konservieren mit Hilfe eines konstanten Luftstroms kann ebenfalls für 3D-Druck-Filament genutzt werden. Der Vorteil eines solchen Geräts verglichen mit dem Backofen ist, dass Sie die gewünschte Temperatur auf bessere Weise exakt halten können, jedoch arbeitet das Gerät mit niedrigeren Temperaturen als Backöfen. Wenn Sie Ihr Filament trocknen möchten, sollten Sie sich jedoch unbedingt vorher informieren, für welche Temperatur die Spule, auf der sich das Filament befindet, geeignet ist.   

Filamenttrockner (Bild: Fix Dry)

Eine professionellere Methode wäre außerdem, Filament in einem Filamenttrockner zu trocknen, der die intermolekularen Bindungen zwischen Wasser und Polymer bei einer angemessenen Trocknungstemperatur aufbricht. Das Gerät befördert die Feuchtigkeit an der Außenseite des Filaments in die umgebende Luft und trocknet somit das Material. Filamenttrockner verfügen nämlich über eine sogenannte Sorptionseinheit, die die Feuchtigkeit im Filament absorbieren und folglich sehr trockene Luft im Inneren des Geräts bewirken, wodurch Filamente besonders schnell und effizient getrocknet werden. Von einem für das Trocknen von Thermoplasten gedachtes Gerät gibt es im Handel verschiedene Exemplare, wie beispielsweise das der Firma BCN3D. Bei der Anwendung müssen lediglich die gewünschten Einstellungen ausgewählt werden und schon beginnt das Gerät mit dem Trocknungsvorgang, der einige Stunden andauert.  

So halten Sie Ihr Filament trocken  

Um zu vermeiden, dass Sie das Filament trocknen müssen und es von vornherein in einem trockenen Zustand zu behalten, sollten Sie auf seine richtige Lagerung achten. Bei einigen Filamenten besteht nämlich das Problem, dass ihnen trotz des Trocknungsvorgangs aufgrund ihrer hohen Feuchtigkeitsaufnahme die Feuchtigkeit nicht mehr entzogen werden kann, wie etwa bei Nylon (PA). Das macht sich daran bemerkbar, dass das Filament nach dem Trocknen sehr brüchig wird. Allgemein muss Filament vor Wasser (und UV-Strahlen) geschützt und trocken gelagert werden. Es bietet sich an, das Filament in einer Aufbewahrungsbox oder einem Filamentschrank mit Trockenmittel hinzuzugeben – am besten welches, was sich wiederverwenden lässt. Außerdem könnten Trocknungsschränke Abhilfe leisten. Diese fungieren zugleich als professionelles Trocknungsgerät als auch als Aufbewahrung für Filamentspulen. Trocknungsschränke verfügen über weitrechende nützliche Funktionen, wie etwa die Filamentdurchführung und unterschiedliche Trocknungseinstellungen. Einige solcher Geräte sind sogar in der Lage, 3D-Druckern trocken gelagertes Material direkt zuführen zu können.  

Nun wissen Sie also, wie Sie Feuchtigkeit in Ihren 3D-Druck-Filamenten erkennen und beheben können. Wie Sie gesehen haben gibt es einige Möglichkeiten, wie Sie Ihre Filamente trocknen oder sie von vornherein vor der Aufnahme von Feuchtigkeit bewahren können, sodass Ihre nächsten 3D-Druck-Projekte erfolgreich gelingen.

Haben Sie bereits Erfahrung mit fehlerhaften Drucken aufgrund von Feuchtigkeit im Filament gemacht? Wie trocknen Sie Ihre Filamente? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook oder LinkedIN mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.

*Titelbildnachweis: BFI 3D