หากคุณเคยรู้สึกว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติของคุณมีนิสัยเอาแต่ใจและชอบก่อกวนด้วยชิ้นงานที่มีผิวหยาบหรือเส้นใยที่ดูเหมือนใยแมงมุม ความชื้นน่าจะเป็นสาเหตุหลัก ปรากฏการณ์นี้เรียกทางเทคนิคว่า การดูดซับความชื้น (hygroscopicity ) ซึ่งเป็นแนวโน้มของพลาสติกที่จะดูดซับโมเลกุลของน้ำจากสภาพแวดล้อม ทำให้พลาสติกที่พิมพ์ออกมาได้อย่างสมบูรณ์แบบกลายเป็นฝันร้ายภายในเวลาไม่กี่วันหรือแม้แต่ไม่กี่ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ
ไม่ใช่แค่เรื่องความสวยงามเท่านั้น น้ำที่ติดอยู่ในวัสดุจะทำให้ เกิด การปะทุของไอน้ำขนาดเล็ก เมื่อมันไปถึงหัวฉีด ทำให้การไหลของพลาสติกหยุดชะงัก ส่งผลให้ชิ้นส่วนเต็มไปด้วยฟองอากาศ และยังทำลายโครงสร้างภายใน ป้องกันไม่ให้ชั้นต่างๆ หลอมรวมกันอย่างถูกต้อง และทำลายความแข็งแรงเชิงกลของชิ้นงานต้นแบบของคุณ
มีสัญญาณชัดเจนว่าเส้นใยของคุณเปียก
การตรวจพบปัญหาตั้งแต่เนิ่นๆ เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเพื่อหลีกเลี่ยงการสิ้นเปลืองวัสดุ สัญญาณเตือนแรกมักจะมาจากหูของคุณ: หากคุณได้ยินเสียงคลิกเล็กๆ หรือเสียงแตกขณะที่หัวฉีดกำลังดันวัสดุออกมา นั่นแสดงว่าน้ำกำลังระเหยอย่างรวดเร็ว เสียง "ป๊อปคอร์น" ที่เป็นเอกลักษณ์นี้บ่งบอกว่ามีบางอย่างผิดปกติ
เมื่อมองด้วยตาเปล่า คุณจะสังเกตเห็นพื้นผิวที่เป็นรูพรุนคล้ายเปลือกส้ม และมีเส้นใยปุยๆ มากเกินไปซึ่งไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยการปรับการดึงกลับ นอกจากนี้ วัสดุบางชนิดจะเปราะมาก หากคุณลองงอเส้นใยแล้วมันหักเหมือนเส้นสปาเก็ตตี้แห้ง นั่นเป็นสัญญาณที่ชัดเจนของการเสื่อมสภาพ
เพื่อให้แน่ใจ วิธีที่ดีที่สุดคือการทำการอัดขึ้นรูปด้วยมือให้ความร้อนแก่หัวฉีดแล้วดันวัสดุออกมาด้วยมือ หากเส้นด้ายออกมาฟู เป็นฟอง หรือมีฟองอากาศให้เห็นแทนที่จะเป็นเส้นเรียบสม่ำเสมอ คุณต้องนำไปอบแห้งทันที
วัสดุและความไวต่อความชื้นของวัสดุเหล่านั้น
พลาสติกทุกชนิดมีพฤติกรรมไม่เหมือนกันPLA ไม่ดูดซับความชื้นมากนักแต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะไม่ดูดซับเลย ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือหลังจากเก็บรักษาไม่ถูกวิธีเป็นเวลาหลายสัปดาห์ มันจะเริ่มเสื่อมสภาพ ในทางกลับกัน PETG และเส้นใยที่มีความยืดหยุ่น เช่น TPU นั้นเหมือนฟองน้ำที่ต้องได้รับการตรวจสอบอย่างใกล้ชิดมากกว่า
ในกลุ่มวัสดุทางเทคนิคไนลอน (PA) ถือเป็นวัสดุที่ดูดซับน้ำได้ดีที่สุด วัสดุเหล่านี้มีความไวต่อน้ำมาก แม้แต่เส้นด้ายใหม่เอี่ยมจากโรงงานก็ควรทำให้แห้งก่อนเริ่มการพิมพ์งานใดๆ เพื่อป้องกันไม่ให้คุณสมบัติทางเคมีของพอลิเมอร์เสื่อมลงเนื่องจากปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส
วิธีการทำเองสำหรับการอบแห้งเส้นใย
เมื่อคุณไม่มีอุปกรณ์ระดับมืออาชีพ คุณสามารถใช้วิธีแก้ปัญหาที่บ้านได้ แต่ต้องระมัดระวังเป็นอย่างมากเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ขดลวดละลายเตาอบในครัวเป็นวิธีที่รวดเร็วที่สุด แต่ก็มีความเสี่ยงมากที่สุดเช่นกัน เพราะอุณหภูมิมักไม่คงที่ หากคุณใช้เตาอบ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีเทอร์โมมิเตอร์ภายนอก และต้องป้องกันไม่ให้วัสดุสัมผัสกับผนังหรือส่วนประกอบความร้อน
ทางเลือกที่ปลอดภัยและสมดุลกว่ามากคือเครื่องอบแห้งอาหาร เครื่องอบแห้งอาหารได้รับการออกแบบให้รักษาอุณหภูมิต่ำคงที่ด้วยการระบายอากาศ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ผู้ผลิตหลายรายเลือกที่จะตัดแต่งตะแกรงถาดเพื่อให้ม้วนเส้นใยพอดี ทำให้แห้งอย่างสม่ำเสมอโดยไม่มีความเสี่ยงต่อการบิดเบี้ยว
หากคุณต้องการวิธีที่แม่นยำยิ่งขึ้น คุณสามารถใช้ฐานทำความร้อนของเครื่องพิมพ์ได้ วางเส้นใยพิมพ์ลงบนพื้นผิวที่ทำความร้อนแล้วคลุมด้วยกล่องกระดาษหรือพลาสติกเพื่อกักเก็บความร้อน แม้ว่านี่จะเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพน้อยที่สุด แต่ก็สามารถช่วยได้มากในสภาพอากาศชื้นเล็กน้อย หากคุณใจเย็นและคอยตรวจสอบอุณหภูมิ
สิ่งสำคัญคือต้องหลีกเลี่ยงการใช้ไมโครเวฟ ทุกวิถีทาง การกระจายความร้อนไม่สม่ำเสมอและอาจทำให้เกิดจุดหลอมเหลวทันทีซึ่งทำลายขดลวด หรือที่แย่กว่านั้นคือปล่อยควันพิษออกมาเมื่อพลาสติกไหม้
คำแนะนำเกี่ยวกับอุณหภูมิและเวลาที่เหมาะสม
กฎทองคำคือต้องอบแห้งที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิเปลี่ยนสถานะของแก้ว (Tg) เสมอ ซึ่งเป็นจุดที่พลาสติกเริ่มอ่อนตัวลง หากอบแห้งด้วยความร้อนสูงเกินไป เส้นใยจะติดกันระหว่างรอบ และม้วนเส้นใยจะใช้การไม่ได้
- PLA / PLA+: อุณหภูมิระหว่าง 40 ถึง 50 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 ถึง 6 ชั่วโมง
- PETG: อุณหภูมิระหว่าง 50 ถึง 65 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 ถึง 6 ชั่วโมง
- TPU (แบบยืดหยุ่น): อุณหภูมิระหว่าง 45 ถึง 55 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 6 ถึง 8 ชั่วโมง
- ABS / ASA: อุณหภูมิระหว่าง 60 ถึง 85 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 ถึง 8 ชั่วโมง
- ไนลอนและโพลีคาร์บอเนต: อุณหภูมิระหว่าง 70 ถึง 90 องศาเซลเซียส และอาจใช้เวลานานกว่า 12 ชั่วโมง
โซลูชันและระบบจัดเก็บข้อมูลขั้นสูง
สำหรับผู้ที่พิมพ์งานจำนวนมาก การลงทุนในกล่องอบแห้งโดยเฉพาะถือ เป็นทางเลือกที่ดีเยี่ยม อุปกรณ์เหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยกำจัดความชื้น แต่ยังช่วยให้สามารถพิมพ์งานได้โดยตรงจากภายในกล่อง ป้องกันการปนเปื้อนของวัสดุระหว่างกระบวนการพิมพ์ สำหรับผู้ที่ชื่นชอบอิเล็กทรอนิกส์ มีโครงการ DIY ที่ใช้ESP32 และการควบคุม PIDซึ่งช่วยให้สามารถตรวจสอบความชื้นและอุณหภูมิผ่าน Wi-Fi ได้ และยังสามารถทำงานร่วมกับ OctoPrint ได้อีกด้วย
เมื่อเส้นใยแห้งแล้ว เป้าหมายคือการรักษาสภาพนั้นไว้ วิธีที่ง่ายที่สุดคือเก็บไว้ในถุงซิปล็อกที่ปิดสนิทโดยไล่อากาศออกให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และใส่ซองซิลิกาเจลลงไป หากคุณมีเส้นใยจำนวนมาก ภาชนะพลาสติกปิดสนิทที่มีซีลซิลิโคนจะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด โดยควรควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ให้ต่ำกว่า 20%
สำหรับผู้ใช้งานขั้นสูง การสร้างกล่องอบแห้งแบบทำเองเป็นวิธีที่ดีที่สุด กล่องอบแห้งประกอบด้วยภาชนะปิดสนิทที่มีที่ยึดม้วนเส้นใยและท่อ PTFE ที่ลำเลียงเส้นใยไปยังหัวฉีดโดยตรง สร้างสภาพแวดล้อมที่ได้รับการปกป้องซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการอบแห้งอย่างต่อเนื่อง
การควบคุมความชื้นเป็นสิ่งสำคัญที่ทำให้งานพิมพ์ออกมามีคุณภาพระดับมืออาชีพหรือกลายเป็นเพียงกองพลาสติกที่ไร้ประโยชน์ ด้วยการผสมผสานการอบแห้งอย่างแม่นยำสำหรับวัสดุแต่ละชนิด การจัดเก็บในภาชนะปิดสนิทพร้อมสารดูดความชื้น และความสามารถในการตรวจจับปัญหาตั้งแต่เนิ่นๆ ผู้ผลิตทุกรายจึงสามารถรับประกันคุณภาพและความแข็งแรงของงานพิมพ์ได้สูงสุด ไม่ว่าสภาพอากาศในพื้นที่นั้นจะเป็นอย่างไรก็ตาม