Higroscopia: Problemas de humedad en filamentos de impresión 3D

Una de las cosas que más me llamó la atención cuando empecé a montar mi primera impresora 3D es que los diferentes filamentos que usamos en impresión 3D son capaces de absorber humedad, quién lo iba a pensar 🙂

Obviamente desconocía que los plásticos utilizados en impresión 3D — en este caso polímeros plásticos — pudieran acumular humedad, y afectar directamente a nuestras piezas impresas de una manera tan directa, pero lo cierto es que es así.

En el artículo de hoy deseo efectuar una breve introducción al respecto y mostrar la importancia que tiene el almacenar correctamente cualquier filamento que compremos.

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Definición de Higroscopia

La higroscopia — o también denominada higroscopicidad — es la capacidad que posee un elemento en absorber la humedad del medio que lo rodea. Y los filamentos que utilizamos para impresión 3D no están exentos de esta propiedad.

No obstante no deseo que te alarmes ya que no es un proceso inmutable. Fácilmente podremos revertir el estado de nuestros filamentos en el caso de que adquieran humedad, algo más común de lo que pensamos.

Dependiendo del material — o en este caso del tipo de filamento — nuestra bobina absorberá la humedad a diferentes velocidades. Materiales como PETG, Nylon o Flexibles suelen ser bastante higroscópicos, así que hay que manejarlos con sumo cuidado.

Si bien la higroscopia es algo que se suele obviar — sobre todo si estás empezando a descubrir este nuevo mundo — la humedad ambiental afecta de una manera considerable a nuestras bobinas, pudiendo llegar al extremo de echar a perder nuestras piezas impresas.

Piensa que no tiene ningún sentido valorar la calidad de diferentes marcas de filamentos, a las cuales muchas veces «crucificamos», cuando en una sola noche un rollo mal almacenado puede adquirir humedad, y verse afectado en las siguientes impresiones.

Como podrás imaginar, merece la pena tomar algunas de precauciones y conservar nuestros filamentos en un lugar seco y seguro, para luego no tener que lidiar con este inconveniente y ahorrarte futuros quebraderos de cabeza.

Humedad de equilibrio

Cada material posee una humedad de equilibrio diferente. Si la humedad ambiental es menor que el valor de la humedad de equilibrio de nuestro filamento, este se secará.

Si por el contrario la humedad ambiental es mayor que el valor de la humedad de equilibrio del filamento, este empezará a absorber humedad, un gran inconveniente.

Como habrás podido observar, siempre dentro de cada bobina de filamento que compramos aparece una pequeña bolsita con desecante.

Esta sustancia no es otra que gel de sílice (compuesto higroscópico), el cual se suele añadir a diferentes productos como ya habrás podido comprobar en multitud de ocasiones.

El gel de sílice, al poseer una humedad de equilibrio extremadamente baja, es capaz de absorber agua de la atmósfera en cualquier condición.

De allí que los fabricantes lo incluyen siempre en las bobinas, ya que es una forma bastante económica y efectiva de preservar la calidad de nuestros filamentos para impresión 3D.

¿Cómo afecta la humedad a mis piezas impresas?

Buena pregunta, y la respuesta es muy sencilla. La humedad afecta de numerosas formas a la calidad de nuestro filamento, al acabado superficial y hasta puede comprometer las propiedades mecánicas del mismo, volviéndolo más frágil.

Y aunque parezca mentira, en ciertas ocasiones puede incluso derivar en problemas de adhesión de las piezas a nuestra superficie de impresión.

Los inconvenientes que pueden presentarse van a depender del material que estemos utilizando en cada impresión. Lógicamente la composición de una bobina de PLA y una de ABS difieren, así que variará lo que podamos encontrarnos durante su impresión.

No obstante, y como referencia simplemente, os dejo por aquí una tabla con algunos problemas que pueden surgir:

Almacenar de forma segura nuestros filamentos

Lo ideal para poder almacenar nuestros filamentos de impresión 3D es en algún recipiente o bolsa que se encuentre hermético o si puede ser al vacío. Y a ser posible con gel de sílice (compuesto higroscópico), que probablemente no tendrás problema en adquirir ya que todos los filamentos suelen traer bolsitas cuando los abrimos por primera vez.

Además, piensa que estos filamentos tienen fecha de caducidad, ya que a partir de un año suelen empezar a perder propiedades. No tienen ningún sentido comprar gran cantidad de bobinas a no ser que vayas a utilizarlas a corto plazo. Compra solamente lo necesario e imprescindible para tu actividad.

Identificando filamentos con humedad

Diferentes filamentos (materiales) absorben la humedad a diferentes velocidades. Algunos solo superficialmente y otros la absorben además en su interior.

Algunas pistas que pueden ayudarte a identificar que tienes un carrete con humedad pueden ser las siguientes:

• Adhesión de capas y resistencia de la pieza reducida
• Líneas de extrusión poco uniformes
• Ruido como de burbujeo o pequeños crujidos (ver vídeo)
• Superficies con baja calidad o texturas extrañas
• Numerosos hilitos durante la impresión (Stringing en inglés)

En este genial vídeo de la web «MatterHackers» puedes observar la diferencia entre un filamento de Nylon con humedad y uno normal.

La diferencia es abismal, y no solo por el ruido que produce el agua al evaporarse, sino también por la «discontinuidad» del filamento al ser extruido.

Utilizando un horno convencional

Existen diferentes trucos y soluciones comerciales en el mercado para poder deshidratar o secar nuestros filamentos. Si buscas en internet y en plataformas como kickstarter darás fácilmente con algunas de ellas.

La más común, sencilla y económica es introducir tus bobinas de filamentos 3D en un horno a una temperatura estable varias horas, dependiendo de los resultados que quieras obtener.

Ciertamente es una solución bastante práctica, no lo voy a negar, y todo el mundo tiene uno en su casa ya que se ha convertido en algo completamente imprescindible a día de hoy.

No obstante, a mi personalmente no me genera demasiada confianza meter plásticos — la mayoría tóxicos — en un horno destinado a cocinar alimentos que luego vamos a consumir. Y máxime viendo las soluciones alternativas que ya existen en el mercado.

Además, no es la primera vez que veo alguna bobina completamente fundida en grupos de impresión 3D en facebook (por pasarse de «cocción»). Algunos hornos sobrepasan la temperatura establecida al principio, y tienes que vigilar que no te suceda en el proceso de precalentamiento.

Soluciones comerciales (Sunlu, eSUN, Polymaker)

A raíz de esto, han aparecido diversos productos que ofrecen una solución más práctica y segura, como los que os voy a citar a continuación. Yo personalmente prefiero utilizar un producto específico para tales «menesteres» ya que me generan algo más de confianza.

Lo ideal sería secar los filamentos previamente a nuestra impresión y durante nuestra impresión, para obtener mejores resultados. Algo que en un horno convencional no podríamos efectuar y que estos productos si pueden ofrecerte.

Os dejo aquí abajo algunos enlaces de afiliados de diferentes productos comerciales para deshidratar (o secar) filamentos. Los precios son bastante asequibles y suelen rondar entre los 70 y 80 euros. He de indicar que al ser enlaces de afiliados si los utilizas me quedará una pequeña comisión para soportar el proyecto 3DWork.io.

	Polymaker PolyBox
	Sunlu Filament Dryer S1
	eSUN eBOX

También puedes utilizar nuestro buscador específico de productos para impresión 3D denominado Markets.sx. De esta forma rastrearás literalmente diferentes marketplaces online en un solo clic (Amazon, Gearbest, Aliexpress, etc.) y te mostrará los resultados en una sola búsqueda.

Tiempos recomendados de secado

Las siguientes recomendaciones se pueden utilizar a modo de referencia, y serían en principio óptimas para un ambiente con humedad relativa del 50%, una temperatura de unos 20ºC (68ºF) y con un peso de 500g (1 lbs) de filamento.

No obstante estos tiempos pueden variar dependiendo de diferentes condiciones ambientales, humedad en filamentos inicialmente, fabricantes, etc. Y como comenté previamente, es recomendable darle continuidad al proceso de secado durante la impresión.

Espero que esta breve introducción al secado de filamentos pueda haberte sido de ayuda. Por favor, no dudes en leer otros artículos interesantes de 3DWork.io y también visitarnos en nuestras redes sociales (Facebook, Twitter e Instagram):

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