Polimer Nedir?
Poli (Vinil Klorür), kısa adı PVC, uzun zincirlerde birleştirilmiş birden fazla vinil klorür molekülünden oluşan bir malzemedir. Vinil klorür, organik bir monomerdir ve birden çok çeşidi vardır. Dolayısıyla ‘poli’ ön adını almıştır. Aslında çoğu zaman malzemelerin kısaltmalarında “Poli”, “P” kısaltmasıyla yazılır. Örneğin;
- PET – Poly(ethylene terephthalate), Polyester
- PLA – Polylactic acid (polylactide olarak da adlandırılır)
- PP – Polypropylene, veya poly(propene)
- PE – Polyethylene
- PS – Polystyrene
- PA – Polyamide, genellikle Naylon olarak anılır
3D yazıcınız için filamentlere bakarken büyük olasılıkla ‘kopolimer’ ve/veya ‘kopolyester’ terimlerini karşılaştınız demektir. Bir kopolimer, sadece birden fazla monomerden oluşan bir polimerdir. ABS, muhtemelen en çok bilinen kopolimerdir. ABS, 3 monomerden oluşur: Akrilonitril, Butadien ve Stiren. Özellikle ABS bir terpolimerdir, çünkü 3 monomerden yapılır. Ancak ‘kopolimer’, 1 monomerden fazla içeren her şeyi kapsar. Diğer örnekler ise, Taulman’ın Naylon kopolimerleri – 618, 645, Bridge ve Alloy 910’dur.
Polyester olarak da adlandırılan PET değiştirildiğinde bir kopolyester oluşur. Kopolyesterler son zamanlarda 3D yazıcı filamentlerinde popülerlik kazanmıştır. PETG, PET+, Colorfabb XT, nVent, nGen ve T-Glase gibi filamentlerin hepsi kopolyesterlerdir.
Hidroliz
Monomerler bir araya getirildiğinde buna polimerizasyon denir. Polimer zincirleri parçalanabilir veya çözücü polimerize edilebilir; bunun çeşitli yolları vardır. Bu yollardan birisi hidrolizdir. Hidroliz, bir su molekülünün bir polimer zincirini kırdığında oluşur. Karmaşık kimyasal yapılar, polimerler hidrolize olduğunda ortaya çıkar. Hidroliz gerçekleştiğinde malzeme özellikleri etkilenir; çekme mukavemeti kaybı, berraklık değişimi vb.
Su emen bir filament 3D yazıcınızdaki ekstrüder ile ittirdiğinizde, materyalin içindeki su buharlaşır ve filament ipliğinde hava kabarcığı ve boşlukları oluşur. Bu, polimer zincirlerini parçalayabilir (kısaltır), malzemeyi zayıflatır ve katmanlar arasında boşluklar oluşmasına, yapışmanın zayıflamasına neden olabilir. Ayrıca üretilen modelin yüzey kalitesini de etkiler. Belki de farkında olmadan 3D baskılarınızda hidrolizin neden olduğu bu tür sorunlarla karşılaşmış olabilirsiniz.
Naylon Filament
Kurutulmuş naylon filament şeffaftır, ancak neme maruz kalmış ıslak naylon ise neredeyse opaktır. Islak naylon kaba ve dokulu bir yüzeye sahipken, kurutulmuş naylon pürüzsüz ve parlak bir yüzeyi vardır. Neme maruz kalmış naylon ile üretim tabakaları ayırmak oldukça kolaydır.
PETG Filament
Kuru ve nemli PETG filamentin yüzey kaplamalarında ve dokusunda belirgin farklılıklar vardır. Kuru PETG parlak ve üst katmandan alta doğru tutarlı bir yüzeye sahiptir. Islak/nemli PETG ise, saten mat bir görünüme sahiptir. Dokusunda hava kabarcıklarının boşlukları bulunur. Islak PETG, kuruya kıyasla belirgin ölçüde daha kırılgandır ve ara katman yapışması önemli ölçüde azalır.
Filamentin ıslak olup olmadığını ve kurutulması gerekip gerekmediğini nasıl bilebiliriz?
Filamentlerin çoğu, bir asit veya bir baz bulunmayan ve oda sıcaklığında hidrolize karşı çok hassas değildir. Ancak, ekstrüzyon sıcaklıklarına (print temperature) ısıtıldığında hidrolize karşı oldukça hassastırlar. Bu, bir kere üretime başladıktan sonra endişelenmenize gerek olmadığı anlamına gelir. Ancak, yazdırırken hidrolizi önlemek için bazı adımları atmanız gerekecektir.
Çoğu ortak 3D baskı malzemesi (filament) higroskopik (nem çeker) olduğundan, hem filamentinizi kurutmak hem de kuru tutmak için gerekli önlemleri almalısınız. Naylon, polikarbonat (PC) ve kopolyester filamentler çok higroskopiktir ve su varlığında (nemli) basılınca hidrolize duyarlıdır. Naylon ve PC, 3D baskınızı mahvetmek için 48 saat içinde yeterince suyu emebilir.
Filamentlerinizin ıslak (nem çekmiş) olup olmadığını anlamanız için en kolay yol, filamentinizi bir miktar ekstrüderden ittirmek ve nozzle’dan çıkmasını izlemektir. Herhangi bir kabarcık görürseniz, tıslama/patlama/çatlama duyarsanız veya filamentten gelen buhar görürseniz kesinlikle filamentiniz ıslaktır ve kurutulması gerekir.
Naylon, polikarbonat (PC) veya PETG’ye sahipseniz ve makara bir günden daha uzun süreyle dışarıda duruyorsa, muhtemelen kurutmanız gerekir. PLA ve ABS de neme duyarlıdır, ancak büyük sorunlara yol açacak kadar su emmeleri için biraz daha uzun sürmektedir.
Filamenti nasıl kurutabilir ve kuru tutabilirsiniz?
Kurutucu ile hava geçirmez bir kapta filamentinizi tutarak etkin bir şekilde kurutamazsınız. Filamenti bu şekilde kuru tutabilirsiniz, ancak doymuş olduktan sonra düzgün ve iyice kurutulması için aktif kurutmanız gerekir.
Filament kurutmanın en kolay yolu fırında bekletmektir. Konveksiyonlu fırınlar, sıcak havayı makaranın etrafında sürekli olarak dolaştırdıklarından çok iyi çalışırlar. Esas olarak, ham reçine taneciklerinin kurutulmasında en sık kullanılan yöntemdir. Sıcak hava, malzeme ittirilmeden önce ham reçine taneciklerinin üzerinden geçirilir.
Filamentinizi fırınlamadan önce bilmeniz gereken önemli bir konu var. Fırını önceden ısıtmanız ve filamenti yerleştirmeden önce ayarlanan sıcaklığa ulaşmasına izin vermelisiniz. Fırınlar, 3D yazıcılarda sıcak uçların (ekstrüder) işlediği PID sıcaklık kontrolü ile aynı şekilde çalışır ve fırınların hedef sıcaklığı biraz aşması yaygın bir işlemdir. Bu ısıtılan gıdaları etkilemez, ancak filamenti füzyonla birleştirme ve/veya eritme ile filamentinizi ve makarasını berbat edebilir.
3D Yazıcı Filamentini Nasıl Kurutmalısınız?
- Fırını 70-85℃ ‘ye önceden ısıtın.
- Makarayı fırında 4-6 saat bekletin.
- Çıkarın ve tercihen nem giderici madde (kurutucu madde) ile hava geçirmez bir kaba yerleştirin. Mağazalardan satın alabileceğiniz hava geçirmez kapakları olan 5 litrelik kovaları filament deposu olarak kullanabilirsiniz. Pişmemiş pirinçleri ucuz bir kurutucu madde olarak da kullanabilirsiniz.
PLA gibi daha düşük cam geçiş sıcaklıkları (Tg) olan filamentleri kurutmak için daha düşük sıcaklıklar kullanılır. Ancak, daha düşük sıcaklıklarda iyice kuruması için daha fazla zaman gerekir.
Filamentinizi kurutmak ve optimum baskı performansı ve yüzey işlemi için filamentlerinizi kuru tutmak gerçekten gereklidir. Bu nedenle, bir süre dışarıda duran ve eskisi kadar basılmamış olan bazı filament makaralarınız varsa, onları kurutun ve tekrar deneyin. Göreceksiniz, ilk günkü aldığınız kalitede baskılar elde edeceksiniz.
ArtıBoyut ekibi