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Les filaments humides pour l’impression 3D peuvent entraîner des impressions ratées. Heureusement, un stockage et un séchage appropriés peuvent aider à prévenir et à résoudre ce problème.
Même si cela n’est pas forcément évident pour un débutant, tout passionné expérimenté d’impression 3D sait à quel point le stockage et le séchage appropriés des filaments sont importants. L’humidité présente dans les filaments peut considérablement affecter la qualité de l’impression. Nous vous expliquerons pourquoi il est important de conserver la plupart des thermoplastiques au sec avant l’impression et comment sécher correctement le filament afin de garantir une impression réussie.
Comment sécher le filament
Le séchage des filaments est une étape importante du processus d’impression 3D, car il peut considérablement augmenter vos chances d’obtenir une impression réussie. La bonne nouvelle est que cette étape ne doit pas être compliquée : plusieurs options sont à votre disposition pour garantir que votre filament soit exempt d’humidité. Examinons-les.
Sécheur de filament
Un sécheur de filament est un appareil spécialement conçu pour éliminer l’humidité du filament. Son fonctionnement est simple : les sécheurs de filament maintiennent la bobine de filament dans un espace fermé avec un chauffage contrôlé, ce qui entraîne l’évaporation uniforme des molécules d’eau du thermoplastique.
Il existe actuellement plusieurs types de sécheurs de filament sur le marché, notamment des produits plug-and-play simples pour les utilisateurs amateurs et des systèmes plus avancés pour les professionnels. Les sécheurs de filament les plus basiques se composent d’un récipient chauffant pouvant accueillir au moins une bobine de filament. Les machines plus sophistiquées sont équipées de fonctions supplémentaires, telles que la rotation de la bobine et la circulation de l’air pour une répartition uniforme de la chaleur. Certains sécheurs de filament sont conçus pour sécher une bobine entière de filament en une seule fois, qui peut ensuite être retirée et installée sur une imprimante 3D. Il existe également d’autres systèmes, appelés sécheurs de filament inline, conçus pour sécher le filament tout en l’acheminant directement vers l’imprimante 3D, ce qui permet de gagner du temps.
Il est également possible de fabriquer soi-même un sécheur de filament DIY. Si vous possédez une imprimante 3D avec un plateau d’impression chauffant, il n’est pas difficile de la transformer en sécheur de filament. Il vous suffit d’une structure de support imprimée en 3D et d’un ventilateur PC bon marché.
Four
La méthode la plus accessible pour éliminer l’humidité du filament avant l’impression 3D consiste à utiliser un four. Oui, un simple four de cuisine suffit. Réglez simplement le four sur une température basse — la température exacte dépend du type de filament et de sa température de transition vitreuse — laissez-le préchauffer, puis placez les bobines de filament à l’intérieur pendant une durée pouvant aller jusqu’à six heures.
Avant de placer le filament dans le four chauffé, il est important de vérifier que votre four dispose d’un thermostat précis. Vous ne voudriez pas régler le four sur 80 °C pour découvrir qu’il atteint en réalité 95 °C et que votre filament a commencé à fondre. Pour vérifier le thermostat du four, placez simplement un thermomètre dans le four préchauffé et relevez la température. Vous pourrez ajuster le réglage du four en fonction des éventuels écarts.
Il est également important de ne jamais placer une bobine de filament dans le four avant que celui-ci n’ait atteint la température appropriée. De nombreux fours surchauffent en effet avant d’atteindre la température correcte, ce qui pourrait détruire la bobine de filament et provoquer un désordre dû au plastique fondu.
Le filament peut être séché à la maison à l’aide d’un four de cuisine préchauffé à la température appropriée.
Déshydrateur alimentaire
Une autre façon de sécher le filament à l’aide d’un appareil de cuisine consiste à utiliser un déshydrateur alimentaire. Les déshydrateurs alimentaires fonctionnent en faisant circuler de l’air chaud dans un espace fermé afin de sécher des aliments tels que les fruits ou la viande. Comme la plupart des déshydrateurs alimentaires atteignent les températures nécessaires au séchage du filament, ils peuvent également être utilisés à cette fin. Bien que les déshydrateurs alimentaires soient généralement moins chers que les sécheurs de filament spécialisés, leur capacité est généralement plus faible — après tout, ils ne sont pas conçus pour les bobines de filament. Ils restent néanmoins un choix populaire parmi la communauté des makers en raison de leur accessibilité.
Les déshydrateurs alimentaires conviennent également pour éliminer l’humidité des filaments destinés aux imprimantes 3D FDM.
Températures de séchage du filament
Que vous séchiez le filament dans un four, un déshydrateur alimentaire ou un sécheur de filament spécialisé, il existe des réglages spécifiques pour les différents types de filaments. Une bonne règle consiste à préchauffer l’appareil de séchage à une température juste inférieure à la température de transition vitreuse du matériau. La température de transition vitreuse détermine le point auquel le thermoplastique passe d’un état rigide à un état souple. Par exemple, le filament PLA a une température de transition vitreuse d’environ 60 °C ; la température appropriée pour sécher le PLA se situe donc entre 40 °C et 50 °C. L’ABS, en revanche, a une température de transition vitreuse plus élevée (105 °C) et peut donc être séché à une température supérieure. Il est également important de tenir compte du matériau du support de bobine, car vous ne voudriez pas qu’il fonde ou brûle dans le four.
Filaments courants pour l’impression 3D et leurs températures de séchage :
Concernant la durée de séchage, l’élimination de l’humidité des filaments thermoplastiques peut prendre plusieurs heures. En règle générale, vous devez sécher vos bobines aux températures recommandées pendant environ 4–6 heures. Toutefois, les matériaux plus hygroscopiques, comme le nylon (PA), peuvent nécessiter une durée de séchage plus longue. Si vous utilisez un sécheur de filament spécialisé, les températures et les durées de séchage peuvent varier.
Comment stocker le filament
Le stockage du filament est essentiel pour protéger vos matériaux d’impression 3D FFF contre l’humidité et réduire au minimum la nécessité de les sécher. Un stockage approprié contribue également à protéger les matériaux contre l’humidité, la poussière et autres impuretés après leur séchage. En outre, un stockage approprié des filaments peut prolonger leur durée de conservation et maintenir leurs propriétés optimales.
Un stockage approprié des filaments peut protéger vos matériaux contre l’humidité et l’humidité.
Pour que le filament reste dans un état optimal, il est essentiel de le conserver dans un espace à humidité contrôlée. Une solution fiable consiste à placer les bobines de filament dans une boîte sèche, c’est-à-dire un conteneur hermétique contenant un matériau déshydratant (par exemple des sachets de gel de silice). Il est important de noter que les sachets déshydratants doivent être remplacés régulièrement, car les matériaux absorbent l’humidité. Heureusement, de nombreux types de déshydratants peuvent être réutilisés : il suffit de les débarrasser de leur humidité à l’aide d’un sécheur de filament ou d’un four à basse température.
Vous pouvez également placer les filaments dans des sacs ou des conteneurs sous vide, qui offrent une fermeture hermétique et empêchent la pénétration de l’humidité. Ces emballages sont particulièrement efficaces dans les régions très humides. Ils peuvent être fabriqués en plastique ou en métal et doivent disposer d’un couvercle étanche avec un joint en caoutchouc pour garantir une fermeture correcte.
La création d’une boîte sèche DIY est une option populaire parmi les makers. Elle protège non seulement le filament contre l’humidité, mais l’achemine également vers l’imprimante 3D. Ce projet nécessite un conteneur étanche, des sachets déshydratants, des tubes en PVC, des tuyaux et quelques autres composants. Pour un stockage optimal des filaments, il est également conseillé de les conserver à l’abri de la lumière directe du soleil ou des sources de chaleur, car celles-ci peuvent entraîner la dégradation du filament.
Le problème du filament humide
Lors du processus de fusion des filaments (FFF), les filaments thermoplastiques sont acheminés à travers une buse chauffée (appelée hotend) jusqu’à ce qu’ils atteignent leur température de fusion. Une fois fondus par la buse, les filaments sont extrudés sur la plateforme de construction, où le polymère fondu commence à se solidifier en refroidissant. Ce processus d’extrusion est continu : le matériau est déposé couche après couche jusqu’à ce que l’objet final repose sur la plateforme de construction.
Si le filament destiné à l’impression 3D a été exposé à l’humidité, cela peut entraîner divers problèmes, tels que la dégradation du matériau. L’eau absorbée peut en effet perturber les chaînes polymères du filament, ce qui entraîne une diminution de sa résistance et de sa ibilité. En outre, le filament humide perturbe le processus d’impression, car l’humidité présente dans le thermoplastique s’évapore pendant le chauffage du matériau. Cela provoque la formation de bulles d’air dans le matériau, ce qui entraîne du stringing, une accumulation de matériau et, finalement, l’impression de pièces présentant une résistance et une qualité réduites.
La capacité des filaments à absorber l’humidité dépend de plusieurs facteurs, notamment du type de matériau, de l’humidité ambiante et de la durée d’exposition. Le nylon, par exemple, est connu pour être un matériau très hygroscopique, qui peut rapidement absorber l’humidité de l’air. Le PLA est en revanche jusqu’à 10 fois moins hygroscopique que le nylon, mais il peut tout de même absorber une quantité importante d’humidité au fil du temps.
Identifier un filament humide
Même si nous parlons de « filament humide », identifier les filaments affectés par l’humidité n’est pas aussi simple que de les toucher pour vérifier s’ils sont mouillés. De nombreux filaments utilisés dans l’impression 3D, notamment le PA, le TPU, le PLA, le PVA, le PETG et, dans une moindre mesure, l’ABS, sont hygroscopiques, ce qui signifie qu’ils absorbent l’humidité et l’eau de l’air ambiant. Lorsque le filament absorbe l’eau de son environnement, les molécules d’eau perturbent les chaînes polymères à l’intérieur du thermoplastique selon un processus appelé hydrolyse. Ce processus augmente non seulement le risque de formation de bulles dans le filament pendant l’impression, mais rend également le filament plus cassant et plus fragile.
Un filament humide peut provoquer du stringing lors de l’impression 3D.
Lors de l’impression 3D, certains signes évidents indiquent que votre filament a absorbé de l’humidité, comme des bruits de crépitement provenant de l’extrudeur et des bulles dans le filament lorsqu’il chauffe. Si le thermoplastique fondu continue de s’écouler de la tête d’impression de l’imprimante 3D alors que la machine est éteinte, cela peut également indiquer que le filament est humide. D’autres signes peuvent apparaître sur la pièce imprimée en 3D elle-même, tels que du stringing, une accumulation de matériau et une mauvaise adhérence entre les couches.
Un filament fortement chargé en humidité peut également présenter des changements de couleur ou un aspect trouble. Cela est particulièrement visible avec les filaments transparents, qui peuvent perdre leur transparence lorsqu’ils absorbent l’humidité. Toutefois, il peut généralement être difficile de déterminer si le filament a absorbé trop d’humidité avant l’impression. (Ainsi, si vous remarquez que votre bobine de filament est moins ible qu’auparavant, cela peut être un signe d’humidité.) Il est donc important de stocker correctement vos filaments et d’apprendre à les sécher.
Conclusion
Investir du temps dans le séchage et le stockage appropriés de vos filaments pour l’impression 3D sera bénéfique à long terme. Les filaments sont dans leur meilleur état lorsqu’ils sont secs, ce qui favorise une impression fluide (sans crépitements ni écoulement) et garantit des impressions de qualité (sans stringing et avec une bonne adhérence entre les couches). Si vous décidez de sécher vous-même votre filament, n’oubliez pas de suivre ce guide.
Foire aux questions (FAQ)
Question : Pourquoi l’humidité est-elle nocive pour le filament ?
Réponse : L’humidité peut endommager les filaments, car elle provoque la dégradation des thermoplastiques. Lors du processus d’impression 3D, lorsque le filament est chauffé, l’humidité emprisonnée s’évapore, ce qui entraîne la formation de bulles d’air et d’autres problèmes, tels que le stringing et l’accumulation de matériau.
Question : Puis-je sécher le filament dans un four ?
Réponse : Oui, vous pouvez sécher le filament dans un four, mais il est important d’utiliser une température basse et de surveiller attentivement le processus afin d’éviter la surchauffe du filament. Certains fours peuvent ne pas contrôler précisément la température à des réglages faibles ; il est donc recommandé d’utiliser un thermomètre de four afin de garantir une température correcte.
Question : Comment savoir si mon filament a besoin d’être séché ?
Réponse : Un filament humide peut généralement être identifié par des surfaces rugueuses ou irrégulières sur l’objet imprimé, du stringing ou sa fragilité. Si votre filament a été stocké dans un environnement humide ou n’a pas été utilisé pendant une longue période, il peut également avoir besoin d’être séché.
Question : Puis-je réutiliser les déshydratants ?
Réponse : Oui, de nombreux types de déshydratants, notamment le gel de silice, peuvent être réutilisés. Vous pouvez régénérer les déshydratants à base de gel de silice en les plaçant dans un four à basse température jusqu’à ce qu’ils changent de couleur, ce qui indique que l’humidité a été éliminée.
Question :Combien de temps dois-je sécher le filament ?
Réponse : Il n’existe pas de règle fixe concernant la durée de séchage d’une bobine de filament. Pour la plupart des filaments, une durée de séchage de quatre à six heures est recommandée ; toutefois, les matériaux plus hygroscopiques, comme le nylon, peuvent parfois nécessiter plus de temps.
Question : Combien de temps puis-je stocker le filament avant qu’il ne se détériore ?
Réponse : La durée de conservation du filament peut varier en fonction du type de filament et des conditions de stockage. En général, le filament peut être stocké pendant plusieurs mois à un an s’il est conservé dans un conteneur fermé avec des déshydratants, dans un endroit frais et sec. Il est toutefois recommandé d’utiliser le filament le plus rapidement possible pour obtenir la meilleure qualité d’impression.
