Wenn Sie schon einmal TPU-3D-Drucker-Filament verwendet haben, hatten Sie vielleicht Probleme mit starker Fadenbildung (Stringing) oder einer schlechten Schichthaftung. Dies wird oft durch Feuchtigkeit im TPU-Filament verursacht, was typischerweise passiert, wenn es nicht in einem luftdichten Behälter oder einer entsprechenden Verpackung gelagert wird. Lassen Sie uns also versuchen, dieses Phänomen besser zu verstehen und herauszufinden, wie man das Problem beheben kann. Viel Spaß!
Was ist TPU?
Kurz gesagt ist TPU-Filament (Thermoplastisches Polyurethan) ein beliebtes Filament bei Hobbyanwendern und Profis gleichermaßen, das in 3D-Druckern verwendet wird und allgemein als benutzerfreundliches und kostengünstiges weiches Material gilt. Es wird für seine einzigartige Kombination aus gummiartiger Flexibilität und kunststoffähnlicher Verarbeitbarkeit geschätzt, was es ideal für den Einsatz in einer Vielzahl von Situationen und Anwendungen macht.
Es ist jedoch auch hygroskopisch, was bedeutet, dass es Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt. Dessen sollten Sie sich bewusst sein, da es nicht nur beeinflusst, wie Sie mit dem Material umgehen sollten, sondern auch, was Sie bei der Lagerung Ihres verwendeten TPU-3D-Druckfilaments berücksichtigen müssen.
Wenn Sie mehr über die Eigenschaften von TPU erfahren möchten und Fragen wie „Ist TPU wasserfest?“ beantwortet haben wollen, haben wir bereits einen weiteren Artikel verfasst, der das Filament hier detaillierter behandelt: TPU-Filament-Leitfaden.
Die hygroskopischen Eigenschaften von TPU
Wie oben erwähnt, hat TPU hygroskopische Eigenschaften, die das Material anfällig für Feuchtigkeitsaufnahme machen. Dies liegt an der allgemeinen chemischen Struktur des Filaments und ist etwas, das bei TPU nicht vermieden werden kann.
Auf einer übergeordneten Ebene kann man sich TPU als eine Mischung aus harten und weichen Segmenten vorstellen, die Ihren 3D-Druckobjekten sowohl Festigkeit als auch Flexibilität verleihen. Dies erzeugt jedoch auch „Löcher“, die in wissenschaftlichen Begriffen als polare Stellen bezeichnet werden, an denen Wasserstoff eine Bindung mit dem Material eingehen kann.
Nachfolgend haben wir die hygroskopischen Eigenschaften von TPU hervorgehoben und erläutert, wie die Molekülstruktur für die wissenschaftlich interessierten Leser aussieht.
Starke polare chemische Bindungen
Urethan-Verknüpfung (-NH-COO-): Dies ist die grundlegende chemische Bindung, die das Polymer-Rückgrat bildet und eine hohe Polarität aufweist.
Carbonyl- (C=O) und Amidgruppen (-NH-): Diese Gruppen sind sehr polar und haben eine natürliche Affinität zu Wassermolekülen.
Wasserstoffbrückenbindungsmechanismus
- Wassermoleküle (H₂O) sind ebenfalls stark polar.
- Sauerstoff- (O) und Stickstoffatome (N) in der TPU-Kette bilden starke intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen mit Wasserstoffatomen (H) in Wassermolekülen und „fangen“ diese effektiv ein.
Wie man feuchtes TPU-Filament erkennt
Gut, jetzt da Sie wissen, dass TPU Feuchtigkeit aufnehmen kann: Wie finden Sie heraus, ob es einsatzbereit ist oder ob Sie es trocknen müssen, bevor Sie es in Ihrem 3D-Drucker verwenden? Glücklicherweise gibt es einige Anzeichen, an denen Sie feuchtes Filament erkennen können. Nachfolgend haben wir 3 verschiedene Anzeichen aufgelistet, damit Sie feuchtes TPU-Filament identifizieren können.
- Knisternde oder knallende Geräusche aus dem Hot-End während des Druckens.
- Bildung kleiner Blasen im Filament oder Defekte an der Oberfläche eines gedruckten Teils oder Modells.
- Feuchtes oder nasses Filament fühlt sich oft klebrig an und/oder wird spröde, wodurch es einen Teil seiner Flexibilität verliert.
Fertiger Druck, der Kennzeichen Nummer 2 aus der obigen Liste zeigt: kleine Blasen und Defekte. (Quelle: H3dSprint@printables)
Die Elastizität 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 beginnen. Versuchen Sie also, das TPU-Filament zu handhaben, und prüfen Sie, ob es sich klebrig anfühlt, steifer als gewöhnlich ist oder beim Biegen schneller zurückfedert, als Sie es in Erinnerung haben. Da TPU ein recht flexibles Filament ist, sollten Sie es ein gutes Stück biegen können, bevor es bricht.
Wie man feuchtes TPU-Filament verhindert und trocknet
Der beste Weg, um jede Art von feuchtem TPU-3D-Filament bei Ihren Drucken zu vermeiden, besteht darin, alle Ihre Materialien ordnungsgemäß zu lagern. Wenn bereits Feuchtigkeit aufgetreten ist, können wir dies natürlich ebenfalls beheben.
Im Allgemeinen gibt es zwei verschiedene Methoden, die zu den konsistentesten Ergebnissen führen und gleichzeitig die flexiblen Eigenschaften des 3D-Filaments erhalten.
Ordnungsgemäße Lagerung
- Verwenden Sie luftdichte, feuchtigkeitsbeständige Beutel, wie z. B. vakuumversiegelbare Beutel mit Trockenmittel.
- Verwenden Sie trockene Lagerbehälter.
Es gibt auch andere Optionen, die Sie nutzen können, wie normale Plastiktüten mit Kabelbindern oder Klebeband, um eine solide Abdichtung zu gewährleisten, obwohl diese nicht so wiederverwendbar und praktisch für häufiges Drucken sind und zudem fehleranfälliger sind.
Filament trocknen
Wenn Sie glauben, dass Ihr TPU-Filament etwas Feuchtigkeit eingeschlossen hat, kann keine korrekte Lagerung das Problem beheben. Sie müssen das Wasser stattdessen manuell durch Trocknen Ihres TPU-Filaments zu Hause entziehen.
- Idealerweise verwenden Sie einen professionellen Filament-Trockner, da dies die effektivste Methode ist. In diesem Fall liegen die empfohlenen Temperaturen für das Trocknen von TPU bei 50–60 °C für 4–6 Stunden.
- Alternativ können Sie manchmal Ihren herkömmlichen Backofen verwenden, obwohl dies eher ein DIY-Hack ist und es schwierig ist, die präzise Temperatur wirklich zu kontrollieren. Seien Sie also vorsichtig, wenn Sie dies zu Hause versuchen.
Wenn Sie zu Hause recht häufig drucken, könnte es sich lohnen, in eine spezielle Filament-Trocknungsmaschine zu investieren, da diese immer günstiger werden, je mehr Menschen sie verwenden, und Ihnen auf lange Sicht einiges an Geld und Zeit sparen können.
Wenn Sie hingegen lieber Geld sparen möchten, finden Sie in größeren Städten manchmal 3D-Druck-Workshops und Makerspaces, die gegen eine geringe Gebühr oder manchmal sogar kostenlos eines zur Verfügung stellen. Dies kann ein guter Weg sein, um trockenes Filament zu erhalten, die Trocknungsgeräte zu testen und vielleicht sogar mit anderen Hobby-Enthusiasten in Kontakt zu kommen!
Weitere Tipps zur Lagerung und Trocknung von Filamenten: Wie man 3D-Drucker-Filament trocknet und lagert.
Fazit
Letztendlich ist TPU ein sowohl starkes als auch flexibles 3D-Drucker-Filament, aber der Nachteil ist, dass seine hygroskopischen Eigenschaften es anfällig für Feuchtigkeitsaufnahme machen, was einen Druck schnell ruinieren kann. Aber das ist kein Grund zur Sorge.
Wenn Sie wissen, wie Sie die Warnsignale eines feuchten Filaments erkennen und verstehen, dass eine angemessene Filamentlagerung Ihre erste Verteidigungslinie ist, wird das Problem viel leichter handhabbar. Wenn Feuchtigkeit in Ihr Filament eingedrungen ist, denken Sie daran, dass sich ein Filament-Trockner als Investition lohnt, um sicherzustellen, dass Ihre 3D-Drucke zuverlässig und von hoher Qualität sind. Ein wenig vorbeugende Wartung hält Ihr vielseitiges TPU-Filament bereit für Ihr nächstes großartiges Projekt.