Ist mein 3D-Druck­fi­la­ment trocken?

Wie man Feuchtigkeit in PLA, ABS, PA (Nylon) und anderen Materialien erkennt – und warum NIR die Zukunft sein könnte

Wenn Sie jemals mit brü­chi­gem Fila­ment, fädi­gen Dru­cken oder uner­klär­li­chen Ober­flä­chen­pro­ble­men zu kämp­fen hat­ten, ist die Wahr­schein­lich­keit hoch, dass Ihr 3D-Druck­fi­la­ment Feuch­tig­keit absor­biert hat. Es ist eine der am häu­figs­ten über­se­he­nen Ursa­chen für Druck­feh­ler – und eine der am schwie­rigs­ten schnell zu verifizierenden. 

Wie kön­nen Sie also fest­stel­len, ob Ihr Fila­ment tro­cken ist? Und könn­te NIR (Nahinfrarot)-Spektroskopie eine bes­se­re Metho­de zum Tes­ten bie­ten? Las­sen Sie uns unter­su­chen, was der­zeit mög­lich ist, was nicht und wohin sich die Bran­che ent­wi­ckeln könnte. 

Warum die Filamentfeuchtigkeit von Bedeutung ist

Die meis­ten gän­gi­gen 3D-Fila­men­te – wie PLA, ABS, PETG und ins­be­son­de­re PA (Nylon) – sind hygro­sko­pisch. Das bedeu­tet, sie absor­bie­ren Was­ser aus der Luft. Selbst gerin­ge Feuch­tig­keits­men­gen kön­nen Fol­gen­des verursachen: 

  • Dampf­bla­sen und Fadenbildung
  • Ver­min­der­te Teilefestigkeit
  • Schlech­te Schichthaftung
  • Ungleich­mä­ßi­ge Extru­si­on und Düsenverstopfungen

Die Aus­wir­kun­gen sind beson­ders gra­vie­rend bei Nylon, TPU und PC. Aber selbst “risi­ko­ar­me” Mate­ria­li­en wie PLA kön­nen unter ungüns­ti­gen Bedin­gun­gen leiden. 

Wie kann man feststellen, ob Filament feucht ist?

Zuverlässige DIY-Methoden:

  • Visu­el­ler Test: Ach­ten Sie auf Dampf oder Knis­tern an der Düse.
  • Gewichts­kon­trol­le: Ver­glei­chen Sie mit bekann­tem Tro­cken­ge­wicht (falls verfügbar).
  • Druck­test: Dru­cken Sie einen Test­wür­fel und über­prü­fen Sie die Oberflächenqualität.
  • Trock­nung + Ver­gleich: Trock­nen Sie das Fila­ment, dru­cken Sie erneut und ver­glei­chen Sie die Ergebnisse.

Externe Ressourcen:

Wie steht es mit NIR (Nahinfrarot)-Spektroskopie?

Hier wird es interessant.

NIR-Spek­tro­sko­pie kann den Was­ser­ge­halt in Poly­me­ren nach­wei­sen – wis­sen­schaft­li­che Lite­ra­tur und indus­tri­el­le Auf­bau­ten bewei­sen dies. Die Idee ist ein­fach: Was­ser absor­biert spe­zi­fi­sche NIR-Wel­len­län­gen, und das zeigt sich als Ver­än­de­run­gen im spek­tra­len Fingerabdruck. 

Aber hier ist der Haken…

Wäh­rend NIR ein leis­tungs­fä­hi­ges Werk­zeug in Labor- und Fabrik­um­ge­bun­gen ist, ist es der­zeit kei­ne kos­ten­ef­fek­ti­ve oder zuver­läs­si­ge Metho­de zur Mes­sung der Fila­mentfeuch­tig­keit in klei­nen Umgebungen.

Hier sind die Gründe:

  • Prä­zi­si­on: Das Feuch­tig­keits­si­gnal ist sub­til und vari­iert je nach Polymer.
  • Kali­brie­rung: Sie wür­den unter­schied­li­che Model­le für jeden Mate­ri­al­typ benötigen.
  • Ober­flä­chen­ef­fek­te: Staub, Farb­stof­fe und Extru­si­ons­un­re­gel­mä­ßig­kei­ten kön­nen die Mes­sun­gen verfälschen.
  • Kos­ten: NIR-Sen­so­ren in Labor­qua­li­tät kos­ten meh­re­re tau­send Euro.

Bei Solid Scan­ner bie­ten wir fort­schritt­li­che NIR-Tools wie das Ave­nir Pho­to­nics Sie­na-Spek­tro­me­ter an – sie wer­den jedoch haupt­säch­lich in Recy­cling, F und Qua­li­täts­kon­trol­le ein­ge­setzt, nicht für Fila­menttests … noch nicht.

Wie sieht die Zukunft des Filamenttestens aus?

Wir glau­ben, dass ein genaue­rer, hand­ge­hal­te­ner Test für die Fila­menttro­cken­heit schließ­lich mög­lich sein wird – viel­leicht sogar basie­rend auf NIR. Wir beob­ach­ten die­sen Bereich genau. 

Wenn Sie ein For­scher, Fila­men­t­her­stel­ler oder 3D-Druck-Inno­va­tor sind, der an die­ser Her­aus­for­de­rung arbei­tet, las­sen Sie uns spre­chen. Wir erkun­den ger­ne Pilot­tests oder Partnerschaften.

Was können Sie heute tun?

Bis erschwing­li­che Sen­so­ren auf­ho­len, ist dies Ihr bes­ter Ansatz:

  • Bewah­ren Sie Fila­ment immer in luft­dich­ten Behäl­tern mit Tro­cken­mit­teln auf
  • Ver­wen­den Sie einen Fila­menttrock­ner oder Dehy­dra­tor (50 - 70°C für PLA, bis zu 80 - 100°C für Nylon)
  • Wie­gen und doku­men­tie­ren Sie Spu­len über die Zeit
  • Ver­trau­en Sie nicht auf “frisch aus der Ver­pa­ckung” – vie­le Spu­len sind bereits teil­wei­se feucht

Hilfreiche Produkte:

Fazit

Ja, Feuch­tig­keits­pro­ble­me bei Fila­men­ten stel­len in der Tat eine erheb­li­che Her­aus­for­de­rung dar. Aller­dings exis­tiert gegen­wär­tig noch kein unfehl­ba­rer, kos­ten­güns­ti­ger Sensor. 

Wir wer­den Ihnen kei­ne unrea­lis­ti­schen Ver­spre­chun­gen machen. Statt­des­sen set­zen wir unse­re Bemü­hun­gen fort, mit­tels fort­schritt­li­cher Spek­tro­sko­pie prak­ti­sche Lösun­gen für rea­le Pro­ble­me zu ent­wi­ckeln - sei es im Bereich der Kunst­stoff­sor­tie­rung oder bei der Erwei­te­rung der Gren­zen des 3D-Drucks. 

Möch­ten Sie über die neu­es­ten Ent­wick­lun­gen in der NIR-Tech­no­lo­gie und Mate­ri­al­wis­sen­schaft infor­miert bleiben?
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