Smjernice za rukovanje materijalima

Vlaga u filamentu

Većina materijala za FDM ispis je higroskopna: upija vlagu iz zraka sve dok ne dođe u ravnotežu s okolinom. Voda se pritom ne zadržava samo na površini niti nego ulazi u materijal. Pri ispisu, u mlaznici na 210 °C i više, ta voda naglo isparava. Para razdvaja materijal iznutra, izlazi kroz otvor mlaznice i odnosi materijal sa sobom.

Posljedice su prepoznatljive. Ispis se čuje — javlja se tiho pucketanje ili siktanje. Na izlazu iz mlaznice vide se mjehurići i materijal izlazi neravnomjerno. Predmet dobiva hrapavu površinu, pune se nitice, stijenke su slabije, a mjere manje točne. Kod najlona i TPU materijala razlika između suhog i vlažnog svitka toliko je velika da se čini kao da je riječ o dva različita materijala.

Brzina upijanja razlikuje se po materijalima. PLA upija sporo i posljedice su blage. PETG upija osjetno brže. ABS i ASA su između. Najlon i TPU upijaju najbrže — najlon ostavljen na otvorenom preko noći u vlažnoj prostoriji već sljedeći dan daje vidljivo lošiji ispis. Zato se ti materijali često ispisuju izravno iz suhe kutije.

Temperatura sušenja uvijek mora ostati ispod temperature pri kojoj se materijal počinje omekšavati, jer bi se inače niti na svitku slijepile. Za PLA je ta granica najniža, pa je i sušenje najosjetljivije.

Prepoznavanje vlažnog filamenta

Vlaga se rijetko vidi golim okom, ali se prepoznaje po nizu pokazatelja. Prije ispisa: svitak je stajao otvoren dulje od nekoliko tjedana, nit se pri savijanju lomi umjesto da se savije, površina niti je matirana iako je materijal bio sjajan. Na zagrijanoj mlaznici, pri ručnom istiskivanju, materijal izlazi neravnomjerno i uz sitne mjehuriće, a ne kao glatka i ravna nit.

Tijekom ispisa: pucketanje, para nad mlaznicom pri višim temperaturama, nitice koje se javljaju iako su postavke uvlačenja ranije bile dobre, hrapava površina i praznine u stijenci. Značajno je da se sve to pojavi bez ijedne promjene postavki — isti profil koji je mjesec ranije davao dobar rezultat sada daje loš. To je gotovo siguran znak da je uzrok u materijalu, a ne u uređaju.

Jednostavan pokus: odrezati dvadesetak centimetara niti, zagrijati mlaznicu na radnu temperaturu i ručno je progurati. Suh materijal daje glatku, ravnu nit stalnog promjera; vlažan daje nit s mjehurićima koja se uvija i puca. Pokus traje minutu i pouzdaniji je od nagađanja.

Čuvanje filamenta

Cilj čuvanja je držati filament u zraku niže vlažnosti nego što je u prostoriji. Praktično se to postiže na tri načina, od najjeftinijeg prema najudobnijem.

• Vrećica s brtvom i sredstvom za sušenje. Svitak se vrati u originalnu vrećicu zajedno s vrećicom silikagela čim se prestane koristiti. Silikagel se obnavlja zagrijavanjem u pećnici prema uputi proizvođača, a njegova promjena boje pokazuje zasićenost.
• Kutija s brtvom. Više svitaka u jednoj zatvorenoj kutiji sa sredstvom za sušenje i malim vlagomjerom. Vrijednost ispod 20 % relativne vlažnosti smatra se dobrom.
• Suha kutija s grijanjem. Kutija koja materijal drži blago zagrijanim i omogućuje ispis izravno iz nje, kroz provodnicu. Za najlon i TPU to je u praksi jedino rješenje koje daje ponovljiv rezultat.

Uz svaki svitak drži se oznaka s vrstom materijala, bojom, proizvođačem, izmjerenim promjerom niti i datumom otvaranja. Bez datuma se nakon nekoliko mjeseci ne zna koji je svitak star, a upravo je to podatak koji objašnjava razliku u rezultatu između dvaju naizgled istih svitaka.

Prostor u kojem se svitci čuvaju ne smije biti izložen suncu ni izvoru topline. Ultraljubičasto zračenje razgrađuje polimer, a toplina omekšava nit i uzrokuje da se namotaji priljube jedan uz drugi, pa se pri odmotavanju zapinju.

Sušenje materijala

Sušenje vraća materijal u upotrebljivo stanje, ali nije čarolija: ono uklanja vlagu, a ne popravlja materijal koji je toplinski oštećen ili mehanički zapetljan na svitku.

Postupak je u svim izvedbama isti. Svitak se izloži zraku temperature nešto ispod točke omekšavanja materijala, na dovoljno dugo da voda izađe iz dubine niti, a ne samo s površine. Zato trajanje nije stvar minuta nego sati. Uređaji za sušenje filamenta rade upravo na tom načelu, uz lagano strujanje zraka. Pećnica s reguliranom temperaturom također je upotrebljiva, ali samo ako stvarno drži zadanu temperaturu; obična kuhinjska pećnica često odstupa i po 20 °C, što je dovoljno da se PLA svitak slijepi.

Nakon sušenja materijal se ne ostavlja na otvorenom. Ako se ne troši odmah, vraća se u kutiju sa sredstvom za sušenje, jer bi inače u nekoliko dana upio dio onoga što je izgubio. Kod najlona se sušenje i ispis u pravilu izvode isti dan.

Grijana podloga printera nije zamjena za sušilicu. Svitak položen na podlogu suši se neravnomjerno, gornji namotaji ostaju vlažni, a donji se mogu deformirati. Isto vrijedi i za radijator: temperatura nije regulirana ni jednolika.

Smole, prahovi i osobna zaštitna oprema

Materijali za druge postupke traže bitno strožu zaštitu od filamenta. Fotopolimerne smole za SLA i DLP postupke nadražuju kožu i oči, a mogu izazvati preosjetljivost koja ostaje trajno. Rukuje se isključivo u nitrilnim rukavicama i zaštitnim naočalama, u provjetrenom prostoru, na podlozi koja se lako čisti. Nestvrdnuta smola nikada ne dolazi u dodir s golom kožom; ako se to dogodi, mjesto se odmah pere sapunom i vodom, nikada otapalom.

Ispisani predmet iz smole nije gotov dok se ne opere u za to predviđenoj tekućini i ne naknadno stvrdne svjetlom. Do tada je i on prekriven nestvrdnutom smolom i rukuje se rukavicama. Tekućina za pranje zasićena smolom također je opasan otpad.

Prahovi za SLS i SLM postupke sitni su i lako se dižu u zrak. Uz rukavice i naočale obavezna je i maska s odgovarajućim filtrom, a prostor se čisti usisavačem prikladnim za sitnu prašinu, nikada ispuhivanjem zrakom. Metalni prahovi mogu biti i zapaljivi u obliku oblaka čestica, pa se s njima rukuje isključivo prema uputi proizvođača opreme.

Sigurnosno-tehnički list

Za svaki materijal proizvođač izdaje sigurnosno-tehnički list. To nije reklamni prospekt nego dokument propisanog ustroja, s podacima koji se u slučaju nezgode traže prvi. Dostupan je na stranicama proizvođača, a u radionici se čuva uz materijal, u tiskanom ili dostupnom digitalnom obliku.

U školskoj radionici korisno je iz svakog lista izvući jednu karticu s najvažnijim stavkama i objesiti je uz mjesto na kojem se materijal čuva. Dokument koji se traži deset minuta u trenutku kada zatreba nema svrhu.

Otpad, neuspjeli ispisi i recikliranje

Pri radu nastaje nekoliko vrsta otpada i ne zbrinjava se sav jednako. Potpore, obrubi i ostaci prvog sloja čisti su polimer i mogu se skupljati odvojeno po vrsti materijala. Neuspjeli ispisi također su čist materijal, ali često sadrže ostatke ljepila s podloge. Ostaci iz mlaznice i materijal iz hladnog poteza pomiješani su i ne mogu se razvrstati. Smole, tekućine za pranje i praznu ambalažu smola zbrinjava se kao opasan otpad, prema sigurnosno-tehničkom listu i prema pravilima komunalnog poduzeća.

Za recikliranje polimernog otpada postoje tri praktična puta. Prvi je ponovna uporaba: dijelovi koji nisu upotrebljivi kao proizvod često služe kao naprave, umeci ili ispitni uzorci. Drugi je mljevenje i izvlačenje nove niti uređajem za preradu; postupak je izvediv, ali svaki prolazak kroz taljenje smanjuje duljinu polimernih lanaca, pa materijal postaje krhkiji i mijenja mu se ponašanje pri ispisu. Treći je predaja u tokove reciklaže, gdje se otpad razvrstava prema oznaci polimera.

Oko PLA vlada zabluda da se u prirodi razgrađuje sam od sebe. PLA jest biorazgradiv, ali pod uvjetima industrijskog kompostiranja: povišene temperature i vlažnosti. U običnom okolišu ili u kućnom kompostu zadržava se godinama, pa se predmeti od PLA zbrinjavaju kao plastika, a ne kao biootpad.

Najdjelotvornija mjera nije ipak reciklaža nego smanjenje otpada: ispravan profil materijala, ispitni uzorak umjesto punog predmeta, orijentacija koja traži manje potpora i ispuna odabrana prema opterećenju, a ne prema navici. Nosač N-14 pri postavkama iz ovog područja troši oko 6,2 cm³ materijala, odnosno oko 7,7 g i 2,6 m filamenta; svaki neuspio ispis znači upravo toliko otpada uz 1 h 50 min izgubljenog vremena stroja.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.