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3Dプリンタのフィラメント吸湿性云々は過剰な話で草。

この記事は約12分で読めます。

こんにちは! ゴンタです。
3Dプリンタのフィラメントが吸湿するからフィラメント乾燥機がいるんやで!っていう話が過剰で草。という話題を書いてみたいと思います。(諸説あります・知らんで・知らんがな)

今現在のゴンタが所有する3DプリンタはSnapmakerA250が4台、SnapmakerU1が2台、BumbuA1miniが1台を運用しています。 SnapmakerA250はレーザー加工・CNC加工・ABS成型専用機となってます。

BambuのA1miniはほとんど使ってません。
こいつは簡単で、きれいに成型できる箱だし一発ですごいとか言われてますが、ゴンタ的にはおもちゃです。
Xなどですげーとか話題が多かったので30000円の特価購入で新品買ってたみたいなのですが、やっぱりちゃちい。
まぁきれいに成型できるので時代も変わったなぁとしみじみ感じたまでで、ABS成型が主の私には結局は初心者向け「おもちゃ」扱いで使わなくなりました。

さて、3Dプリンタのフィラメントの話なんですが、ぽきぽき折れるので私も湿度の吸湿性の影響だと思ってたんですが、どうやら3Dプリンタの吸湿性=フィラメント乾燥機が絶対必要的なのは過剰な反応なんだそうで。

ソースはないので何とも(あったところの学術資料が消えたので)ですが、プラスチック系材料を扱う企業の開発者や研究者の間では「あほか?」問う意見もあるようです。 ようはそこまで変わらん。 過剰反応に乗っかった商売・商品販売にあおられているだけで可哀想的反応かも。

唯一のソースはおいらの実験で、0.01gが図れる工業用精密はかりで、測った結果です。
ほとんど変わらんというお話。

1年放置したPLAフィラメントの重量=吸湿は?

いつか記事にしようと1年越しの記録で記事にするのが面倒で数カ月・・ やっと記事にしたわ。
購入開封時に測定した重量に思いっきり1年間、室内放置吸湿させたフィラメントの重量増加が吸湿した重さになると思うので、0.01gが図れる工業用精密はかり(知り合いの会社に拝借してきました:校正済み)で測定してみましたよ。

 吸湿量(g)  = 新品開封直後のPLAフィラメント重量 - 1年放置したPLAフィラメント重量
 1.67g = 1268.85g - 1270.52g

 吸湿率 = (旧質量/基準重量)x100
 0.132% = 1.67/1268.85×100

この程度の吸湿量が飽和吸湿量だといえると思う。
これを、フィラメント乾燥機(eSUNの1スプールタイプ 50度設定:フィラメントが変形しました)で1週間乾燥させた結果は以下の通り。

乾燥した量 = 1年放置したPLAフィラメント重量 - 変形する温度で乾燥させたフィラメント重量
0.96g = 1270.52g - 1269.56g

1年放置した増加量の半分程度が乾燥で軽くなった量が0.96g

PLAは吸湿性が低めで比較的安定する材料で、吸湿は分子構造に影響を与えるが、比較的遅い進行速度であるとのこと。

アメリカのフロリダ州に住んでるアメリカ野郎のPLAフィラメントは「自宅の地下室に放置して何も管理せず使ってるぜ」的なことをSnapmakerのフォーラムだったかFaceBookだったかであったと思う。

3Dプリンタ用フィラメントの吸湿性ランキングで考えると・・。

吸湿しやすい素材ってのがあるのは、有機無機関係なく(無機は酸化やね)材料学的には当たり前で素材の違いにより値も違うので、そういう面では吸湿量が多いものを対策管理しておくのは正しいこと。

吸湿しやすい素材ランキング(ChatGPT・GeminiのAIが弾いた答え:ほんまかいな? 信じたるわ・・)

1位 : ナイロン(PA)
2位 : PVA
3位 : TPU/TPE
4位 : PETG
5位 : ポリカーボネート(PC)
6位 : ABS/ASA
7位 : PLA

これがほんとだとすると、PLAで1年放置で1g弱が吸湿飽和量と考えると、アメリカ野郎の湿度が多いフロリダ州で管理せずにPLA使ってるってのは、あながち嘘ではないような・・。

実際にそのフィラメントはポキポキ折れるのか?、はたまた糸引きや肌荒れ、プチプチ音がするのか?っていうと正直に書くとほとんどフツーのPLAフィラメントとして使用できてる。(昔は確かにそういうのがあった)

結局のところ、PLA樹脂は確かに吸湿はしているが1カ月程度放置したものも、1年放置して飽和したものも1g以内であり飽和して吸い続けているものではないということ。

ってことは、1年間放置したものが普通に使えるってことは、1ヶ月放置したものと同じ吸湿量であれば乾燥機やドライボックス・専用バッグはいらないってことになるよねってこと。

さらにいうと、PLAは一番吸湿しにくいということなので、湿度で分子レベル変化(加水分解)することを考えればフィラメント乾燥機を常時使って管理するというのは過剰であって、1度乾燥させたものをドライボックスかジップロックのでかいやつに入れておく程度でいいってこと。

そんなにぎゃいぎゃい管理する必要はない。

日本の真夏の湿度はRH70~90%で蒸し暑く湿度も高いし、梅雨時期などもあるので湿度が異常に高いのは皆が知ってるところ。 対してアメリカフロリダ州の相対湿度は年間RH75~95%なのでアメリカ野郎が「PLAは管理してない」ってのは裏付けできそう。

フィラメント乾燥の話がどうやら誤解があるんじゃね?

おいらも3Dプリンタをやり始めた、今から4・5年位前にフィラメント乾燥しないと使えねぇ的な話題があって、おいらも成型がブレて荒れるのは湿度のせいだと思ってた時があった。一時期布団乾燥機(そのころはフィラメント乾燥機がなかった)で乾燥させて、カメラ用防湿庫(15%維持)にぶっこんで使用してたことがある。

今となっては吸湿飽和限界のことを考えるとカメラ用防湿庫に入れて、吸湿暴露の時間を延ばしているだけで数カ月使わずにおいている色もあったので、カメラ用防湿庫に入れている意味もない・・・。

それでも、成型がうまくできると思っていただけで、当時の3Dプリンタの精度の問題やフィラメントの材料自体のばらつきもあって、いろんなファクターが関係してきれいに成型できる=湿度が関係しているという謎定義が生まれたんだと思う。

中国野郎の中華コミュニティにフィラメントを廃材をもとにしたペレットから作ってるてきな話があって、成型は射出成型で出てきたものを水中をいったん軽く通してローラー経由で巻き取りして、フィラメントをまとめて乾燥機に入れてパッキングして出荷してたような話しぶりからすると、中華製素材(フィラメントのほとんどは中華)にばらつきはあるし、水分管理なんて雑な管理で乾燥機にぶっこんでパッキングしてる的な管理だと、いくら購入者が管理してもあんまり意味がないと思う。

最近の3Dプリンタの構造的な精度向上で考えると、逆にフィラメントのばらつきが表に出る原因ファクターとして見えてくるのだと思うが、激安フィラメントでも問題なく成型できてるってAmazon購入レビューにも多くあり、一部の「よく理解していない系」の出来が悪い成型をフィラメントの値段で安かろう悪かろうってことになっているのかもしれない。

フィラメントを作っている中国野郎も3Dプリンタではじめのころは雑な管理や素材の原料を適当に管理したものを製造していたとおもう。その証拠に、当時のフィラメントには線の太さのばらつきや、色混ざり、巻グセ、巻絡みがあったし、シリカゲルが入ってないものも多々あった。
そういう時代のあれこれ話が、現在の品質が良くなったにもかかわらず「王道の管理」に名ちゃってるんじゃね?というのがおいらの考え。

今じゃ、線形の太さのばらつきで詰まったとかシリカゲルが入ってないとか、真空パックになってねぇなんてのはほとんどないわけ。 ってことはその当時は3Dプリンタの精度も悪く、安定して成型させるための出力パラメータをいじり倒して、理論的に対応していない人の「成型できないファクター」を素材のせいにしていた部分もあるんじゃないかと思う。

結局のところ、PLAしか成形しない人はどうでもいいかも。

要は過剰反応しすぎな部分があるんじゃないかと思うわけですよ・・。

PLAしか成形しないのであれば、ジップロックを2枚重ねで管理しておけば問題ないということじゃないでしょうか。
PLAにもPLAプラスとか強度改良PLAなんてのも売ってますが、あれもよく考えれば、今までのPLAの材料に材料の中に何らかの混ぜ物を(添加物)をいれているわけだから、材料の成型性や吸湿量も変化しているはず。

PLAしか成形しないのであればフィラメント乾燥機なんかいらん。ジップロックで管理してればいいってことかもしれない。

逆にTPUとかPETGを使うのであればフィラメント乾燥機を使って定期的に乾燥させるのはありかと思う。
それでも毎回フィラメント乾燥機を使わないとできないってわけではないのでやっぱり過剰だといっても過言ではないのでは・・。

PLAは天然素材で、サバゲーのBB弾もPLAやで、湿度に弱いし変形するのはよく知られているけど、あちらの世界でもここまで管理にぎゃいぎゃいなってない・・。

過剰反応を利用した商売は繁盛している様子。

長いこと3Dプリンタと向き合って生き残った人間はフィラメントの吸湿の話は、たぶんおいらのような考えの意人が多いと思う。 しかし、3Dプリンタを操れない非工業的・非理論的な大雑把な人は「なんで成型できないんだ!」から素材の吸湿性が原因だと思い込む人もいるんだと思う。

あっちこっちの記事に吸湿性の話があり、折れたり・成型が乱れたりするという「別のファクタ」をフィラメントの素材が原因にした謎記事(おいらも昔書いたなぁ 結局どうなんよてきな・・)を信じてしまうんだろうと。

フィラメントを作ってた中華野郎は売っている中でクレームが多い吸湿性の問題があったんだろうと思う。だから逆にフィラメント乾燥機を売ればええやんって感じで、ポコッと出てきたんだよねAliExpressで・・

当時の値段がたしか4000円くらいで1スプールの乾燥機だったと思うが、数カ月したら7000円くらいしてた。
Amazonにも急にフィラメント乾燥機が売られるようになって、乾燥ガー、吸湿ガー、保管ガーって話題になったなぁ。

いまじゃ、結構な販売量となってるし、その証拠に様々なメーカーが「売るため」「儲けるため」にマシンにデフォルト機能としてフィラメント乾燥+供給機として販売しているよね。

なんか、よくよく考えると過剰反応を利用した商売ってこと。

そういうフィラメント乾燥機が常時いるような地域って、東南アジアの国々で湿度90%とか中南米とかにお住まいの方におすすめなんじゃない? 供給スプールは確かにべんりだけどね。

PVAの吸湿量はめちゃくちゃ多いらしいが・・・

おいらはPVA使ったことないが、1日放置したら劣化するぐらい吸湿するなんてAIではほざいてますが、そもそも水で溶ける親水性があるOH君のおててがある材料なので成型もデリケートなのね。

こういうPVAを使うのであれば成型前からフィラメント乾燥をがっつりやって、成型途中も乾燥機から供給しないと夏の蒸し暑い日本では成型の安定性は難しいと思う。

そう考えるとPETGを数カ月ジップロックに入れて保管して使ってても、おいらは全く今まで問題にならなかったことを考えると、TPUとPVAなどを使うのであれば乾燥機

そうでなければ乾燥機あるといいねぐらいじゃない?
乾燥ガーって煽りたくってるのもどうかと。

おいらはこれを使ってPETG/ABSをフィラメント乾燥機は数カ月に1回6時間程度の管理。

おいらがフィラメントを管理しているのは下記の構成を紹介しますです。

フィラメント管理はこの組み合わせをどうぞ。

ゴンタが使用しているフィラメント管理は下記の品物を使用してます。 値段が安く管理しやすいのでお勧めです。

最近はこの旭化成が販売しているジップロックのジップロック スタイル ストレージバッグ XL 30枚ってやつです。
サイズ的にはかなり大きいのですが、Lサイズだとフィラメントのメーカーによってはいらないものもあるので、こいつを使ってます。

このジップロックスタイルXLは30枚入って1500円(特価時は1200円最安値)なので、かなりコスパがいいのと、後で紹介する真空タイプに比べて袋が柔らかくフィットしやすい。

また、色が変わるシリカゲルをぶっこんでチャックをきっちり占めて放置してても色が変わらないので実質、湿度が透過しているとは思えないのでこれを愛用しています。

以前はこのタイプのフィラメント用密封スライダーチャックの袋を使用してました。 手動ポンプで頑張ってましたが面倒になり、USB充電のポンプも買いましたが、中に入れた乾燥用シリカゲルが1週間で色が変わったことをきっかけに使うのをやめました。 面白いことに、この袋に入れてチャックを閉めるだけで保管した場合はシリカゲルの色はゆっくり変色しますが、ポンプで真空パック的にすると、シリカゲルの変色が早いし徐々に袋が元に戻る。

多分使い方の問題だと思うが、おいらは面倒なので最近ではジップロック一択です。

これ、4個入って3200円なんすよ。
特価の時の最安値はクーポンで2980円の時があったんで、6セット(24個)を購入して使用してる。今じゃ愛用品で管理もしやすいし、縦て重ねておけるので便利でござる。

この商品は4Lサイズでフィラメントのでかいタイプでもしっかり入るんで重宝してる。ただ並行輸入品(かっこいい言い方だけど中国ね)らしく、オーダーしても中国から届くし段ボールとかボコボコで税関で箱が開けられた経緯もある。届くまでに時間がかかるし、壊れずに届くか心配だけどAmazon経由なので何とかなると思って買った。

2.5Lのサイズのものも同じ写真で売ってるので勘違いしないようにね・。・

最近はジップロックXLにフィラメントを入れて、さらに このシリアル貯蔵容器に入れて保管してます。
あと、100均で売っているシリカゲルをオーブンで焼いてブッコんで気休めしてるが、シリカゲルの色が変わるのも遅いしいい感じなので。

AliExpressでも売ってるんですが4Lを4個のセットは売ってないし、値段が高いのでAmazonで買うのが最良選択ポイ。
シリカゲルはAliExpressで500g買えば付属のポチ袋に入れてオーブンで焼けば数年使える。
100均と違ってがっつり使えるので、色が変わるのがすごい遅い(最長6カ月はいけた)

フィラメント乾燥機は、世の中に出始めた多分最初のころに製品として出たものだと思う「eSUNの3Dプリンタフィラメント乾燥機 eBOX Lite」当時はLiteという名前はなくて温度計と重量計があり、温度選択ができる最初の乾燥機だった。
今もこれを2台所有して使用している。
当時はではじめで、AliExpressで4000円x2で購入した履歴が残ってた。
いまは7000円くらいするのでなんだかなぁって感じですが、おすすめは2個乾燥できるものとかがいいかも。

この過剰なフィラメント乾燥の話の結論

PVAとTPU・PETG以外はそんなに気にする必要はない。
PVAはやべー、TPUはやっぱりやべー、PETGは気をつけろ、ABSはまぁまぁ、PLAはそこそこ 管理してればいいのではないのかなぁ。

おすすめした管理方法がコスト的にも、管理のしやすさ的にもベストじゃないかと思ってます。
現に、今ではこの管理でどうこうなったこともないし、PETGやABSをガリごり使ってますがきれいに成型できてます。

成型がうまくいかない場合はほとんどが設定やヒートベッドの接着具合、SnapmakerA250は設備的調整。
フィラメントの乾燥話は過剰気味であることを知っておけば対して問題にもならない。

特に初心者?な人で何でも人の書いたものや煽った動画でビクついてる人には読んでほしいかな。
逆に玄人さんはせやなって感じかも。

誰かの役に立てば幸いですわ。
ほなさいなら。