پرینت سه‌بعدی، در نگاه اول شاید فرایندی ساده به نظر برسد؛ کافی‌ست فایل طراحی را آماده کرده، فیلامنت را در پرینتر قرار دهید و دکمه شروع را بزنید. اما در دنیای واقعی، کیفیت نهایی چاپ به ده‌ها عامل وابسته است؛ یکی از این عوامل مهم اما اغلب نادیده گرفته‌شده، رطوبت محیط و تأثیر آن بر فیلامنت‌هاست.
فیلامنت‌ها به‌ویژه آن‌هایی که پایه پلیمری دارند مانند PLA، ABS، PETG و Nylon، جذب‌کننده رطوبت هستند. این رطوبت درون ساختار فیلامنت نفوذ کرده و هنگام حرارت دیدن در نازل، تبخیر می‌شود. نتیجه؟ حباب‌های میکروسکوپی، سطحی ناهموار، کاهش استحکام قطعه و گاه حتی شکست در چاپ.
در این مقاله می‌خواهیم بررسی کنیم:
- رطوبت چگونه وارد فیلامنت می‌شود؟
- چطور اثر آن را در هنگام چاپ تشخیص دهیم؟
- چه راهکارهایی برای جلوگیری یا حذف رطوبت وجود دارد؟
اگر به دنبال چاپ‌هایی با دقت و دوام بالا هستید، دانستن و رعایت این نکات حیاتی‌ست.
بخش اول: چگونه رطوبت وارد فیلامنت می‌شود؟
بیشتر فیلامنت‌های پرینت سه‌بعدی از پلیمرهای ترموپلاستیک ساخته شده‌اند. بسیاری از این پلیمرها خاصیتی به نام هیدروسکوپی (Hygroscopic) دارند؛ یعنی تمایل دارند که رطوبت موجود در هوا را جذب کنند. این پدیده در ظاهر نامرئی است اما اثرات آن هنگام چاپ آشکار می‌شود.
ساختار پلیمری و جذب رطوبت
پلیمرها از زنجیره‌های بلند مولکولی تشکیل شده‌اند که بین آن‌ها فضای خالی وجود دارد. مولکول‌های آب موجود در هوای مرطوب می‌توانند وارد این فضاها شوند و در فیلامنت ذخیره شوند. هرچقدر رطوبت نسبی محیط بالاتر باشد، این نفوذ سریع‌تر و بیشتر رخ می‌دهد.
تفاوت در نوع فیلامنت‌ها
هر نوع فیلامنت رفتار متفاوتی در برابر رطوبت دارد:
- Nylon (نایلون): فوق‌العاده هیدروسکوپیک است؛ در کمتر از چند ساعت در هوای مرطوب رطوبت جذب می‌کند.
- PVA و TPU: جذب رطوبت بالا دارند و باید در ظروف دربسته نگهداری شوند.
- PLA و PETG: نسبت به نایلون مقاوم‌ترند، اما در طول زمان و در محیط مرطوب همچنان رطوبت می‌گیرند.
- ABS: جذب رطوبت نسبتاً کمی دارد اما در شرایط مرطوب بلندمدت بی‌تأثیر نیست.
چه شرایطی باعث جذب بیشتر می‌شود؟
- رطوبت نسبی محیط بالای ۵۰٪
- نگهداری فیلامنت در بسته‌بندی باز و بدون سیلیکاژل
- دمای متغیر محیط، که باعث "تنفس" فیلامنت می‌شود (ورود و خروج هوای مرطوب)
نگهداری در اتاق‌های بدون تهویه یا زیرزمین‌هابیشتر فیلامنت‌های پرینت سه‌بعدی از پلیمرهای ترموپلاستیک ساخته شده‌اند. بسیاری از این پلیمرها خاصیتی به نام هیدروسکوپی (Hygroscopic) دارند؛ یعنی تمایل دارند که رطوبت موجود در هوا را جذب کنند. این پدیده در ظاهر نامرئی است اما اثرات آن هنگام چاپ آشکار می‌شود.
بخش دوم: علائم فیلامنت مرطوب در چاپ سه‌بعدی
یکی از مهم‌ترین مهارت‌های یک کاربر حرفه‌ای پرینتر سه‌بعدی، تشخیص به‌موقع فیلامنت مرطوب است. اگر فیلامنتی رطوبت گرفته باشد، در هنگام چاپ نشانه‌هایی از خود بروز می‌دهد که با دقت در آن‌ها می‌توان سریعاً مشکل را تشخیص داد و از ادامه چاپ خراب جلوگیری کرد.
در ادامه با مهم‌ترین علائم و نشانه‌ها آشنا می‌شویم:
۱. صدای خش‌خش و ترکیدن در حین چاپ
اگر هنگام خروج فیلامنت از نازل صدایی شبیه به ترق و تروق یا خش‌خش می‌شنوید، احتمالاً رطوبت درون فیلامنت در حال تبخیر شدن است. این بخار باعث ایجاد فشار و حباب‌های ناگهانی در داخل نازل می‌شود که صدای خاصی تولید می‌کنند.
۲. سطح ناهموار یا زبر قطعه چاپ‌شده
رطوبت موجود در فیلامنت باعث می‌شود سطح نهایی چاپ، زبر، دانه‌دانه و ناهموار باشد. برخلاف چاپ‌های معمولی که سطحی صاف دارند، قطعه مرطوب پر از حفره‌های ریز و بافت ناهمگون است.
۳. ایجاد حباب‌های ریز یا منافذ در دیواره قطعه
بخار آب محبوس‌شده در فیلامنت هنگام خروج از نازل، باعث شکل‌گیری حباب‌های میکروسکوپی درون لایه‌ها می‌شود. این حباب‌ها نه تنها ظاهر کار را خراب می‌کنند، بلکه می‌توانند استحکام قطعه را نیز به‌شدت کاهش دهند.
۴. کاهش چسبندگی بین لایه‌ها
فیلامنت مرطوب باعث کاهش کیفیت چسبندگی بین لایه‌ها می‌شود. نتیجه آن، قطعاتی هستند که به‌راحتی ترک می‌خورند یا حتی با دست از هم جدا می‌شوند.
۵. تغییر رنگ یا ظاهر مات
در برخی موارد، فیلامنت‌های مرطوب به دلیل وجود بخار در فرایند ذوب، ممکن است کمی شفافیت خود را از دست بدهند و رنگشان کدر یا غیرعادی شود.
نکته حرفه‌ای:
اگر حتی به یکی از این علائم مشکوک شدید، بهتر است بلافاصله چاپ را متوقف کرده و وضعیت فیلامنت را بررسی کنید. خشک‌کردن دوباره فیلامنت می‌تواند از هدررفت زمان، انرژی و مواد جلوگیری کند.یکی از مهم‌ترین مهارت‌های یک کاربر حرفه‌ای پرینتر سه‌بعدی، تشخیص به‌موقع فیلامنت مرطوب است. اگر فیلامنتی رطوبت گرفته باشد، در هنگام چاپ نشانه‌هایی از خود بروز می‌دهد که با دقت در آن‌ها می‌توان سریعاً مشکل را تشخیص داد و از ادامه چاپ خراب جلوگیری کرد.
بخش سوم: روش‌های پیشگیری از جذب رطوبت توسط فیلامنت
وقتی بدانیم رطوبت چه تأثیر مخربی بر فرآیند چاپ سه‌بعدی دارد، پیشگیری از آن تبدیل به یک الزام حرفه‌ای برای هر کاربر پرینتر سه‌بعدی می‌شود. رعایت چند نکته ساده می‌تواند عمر فیلامنت‌ها را افزایش داده و کیفیت چاپ را در سطح عالی نگه دارد.
در این بخش به مهم‌ترین راهکارهای پیشگیری اشاره می‌کنیم:
۱. استفاده از بسته‌بندی خلأ و رطوبت‌گیر (سیلیکاژل)
هنگام خرید فیلامنت‌های نو، معمولاً در یک کیسه خلأ با بسته سیلیکاژل تحویل داده می‌شوند.
نکته طلایی: بعد از هر بار استفاده، فیلامنت را در همان کیسه خلأ یا کیسه جایگزین قرار دهید و همراه یک یا دو بسته سیلیکاژل نگهداری کنید.
۲. نگهداری در جعبه خشک‌کن فیلامنت (Dry Box)
جعبه‌های خشک‌کن حرفه‌ای با کنترل دما و رطوبت داخلی طراحی شده‌اند و یکی از بهترین روش‌های نگهداری برای کاربران جدی هستند. برخی از این جعبه‌ها حتی امکان چاپ مستقیم از داخل جعبه را فراهم می‌کنند.
۳. محیط نگهداری کنترل‌شده
رطوبت نسبی زیر ۴۰٪ برای نگهداری فیلامنت‌ها مناسب است.اگر در منطقه‌ای با آب و هوای مرطوب زندگی می‌کنید، استفاده از دستگاه رطوبت‌گیر محیطی در اتاق کار می‌تواند بسیار مؤثر باشد.فیلامنت‌ها را از پنجره، حمام، آشپزخانه یا زیرزمین‌ها دور نگه دارید.
۴. استفاده از ظرف درب‌دار یا باکس DIY
اگر بودجه محدودی دارید، می‌توانید با یک ظرف پلاستیکی مهر و موم‌شده، مقداری سیلیکاژل و کمی خلاقیت، یک جعبه نگهداری فیلامنت خانگی بسازید.
برای کنترل رطوبت داخل باکس، می‌توانید از دماسنج و رطوبت‌سنج دیجیتال کوچک استفاده کنید.
۵. باز نکردن هم‌زمان چند فیلامنت
باز نگه داشتن چندین فیلامنت بدون استفاده، ریسک جذب رطوبت را بالا می‌برد. بهتر است تنها فیلامنتی که قرار است استفاده شود باز شود و باقی در حالت مهر و موم‌شده باقی بمانند.
بخش چهارم: چگونه فیلامنت مرطوب را خشک کنیم؟
اگر با وجود همه مراقبت‌ها، فیلامنت شما رطوبت جذب کرد، هنوز دیر نشده! با استفاده از روش‌های مناسب، می‌توان رطوبت را از فیلامنت خارج کرد و کیفیت چاپ را به حالت اول بازگرداند.
۱. استفاده از خشک‌کن مخصوص فیلامنت (Filament Dryer)
بهترین و مطمئن‌ترین راه، استفاده از دستگاه‌های مخصوص خشک‌کردن فیلامنت است.
این دستگاه‌ها قابلیت تنظیم دما، تایمر و گردش هوا را دارند و برای اکثر فیلامنت‌ها مانند PLA، ABS، PETG و Nylon قابل استفاده‌اند.
۲. استفاده از فر خانگی (با احتیاط!)
اگر دسترسی به دستگاه حرفه‌ای ندارید، می‌توانید از فر خانگی با دمای پایین (۴۰ تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد) استفاده کنید.
فیلامنت را به مدت ۴ تا ۶ ساعت داخل فر قرار دهید.
حتماً از دماسنج استفاده کنید تا دما از نقطه نرم شدن فیلامنت عبور نکند.
این روش برای PLA، PETG و ABS قابل استفاده است، ولی برای نایلون، دمای بالا و زمان طولانی‌تری نیاز است.
۳. استفاده از دستگاه خشک‌کن میوه
برخی کاربران از خشک‌کن‌های خانگی میوه یا سبزیجات برای خشک‌کردن فیلامنت استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها معمولاً دمای قابل‌تنظیمی دارند و می‌توانند تا حد مناسبی رطوبت را خارج کنند.
جمع‌بندی نهایی
رطوبت دشمن پنهان بسیاری از چاپ‌های ناموفق است. درک اینکه چگونه رطوبت وارد فیلامنت می‌شود، چه علائمی دارد و چطور می‌توان از آن جلوگیری یا آن را درمان کرد، یکی از کلیدهای حرفه‌ای شدن در دنیای پرینت سه‌بعدی است.
با رعایت چند اصل ساده در نگهداری و استفاده از فیلامنت‌ها، می‌توان نه‌تنها از هدررفت وقت و مواد جلوگیری کرد، بلکه کیفیت نهایی چاپ‌ها را نیز به شکل چشمگیری ارتقا داد.
