Druk 3D z nylonem: technologie, ustawienia drukarki 3D

Nylon to trwały i wszechstronny materiał, syntetyczny polimer z rodziny poliamidów, do druku 3D stosowany jest w postaci proszku lub filamentu z tworzywa sztucznego. W druku 3D nylon jest uważany za materiał inżynierski, ponieważ do drukowania wymaga określonych umiejętności i specjalistycznego sprzętu.

Właściwości fizyczne nylonu

Nylon jest popularny w przemysłowym druku 3D, ponieważ jest mocny, trwały i odporny na naprężenia mechaniczne i ścieranie. Cienkościenny nylon zapewnia przyzwoitą elastyczność przy zachowaniu wytrzymałości.

Polimer ma następujące właściwości fizyczne: niski współczynnik tarcia, hydrofobowość, wysoką wytrzymałość mechaniczną, odporność na zużycie, dobre właściwości przeciwcierne i dielektryczne, może być stosowany do izolacji akustycznej i wibracyjnej. PA 66 w porównaniu do Poliamidu 6 ma mniejszą gęstość, jest natomiast sztywniejszy, trwalszy i twardszy.

Niski współczynnik tarcia nylonu oznacza również, że dobrze nadaje się do wykonywania funkcjonalnych ruchomych części maszyn. Mając to na uwadze, nylon jest często używany do tworzenia funkcjonalnych prototypów, ruchomych zawiasów, kół zębatych i podobnych części do użytku końcowego.

Właściwości chemiczne nylonu

Nylon filament, poliamid 66, PA 66 (poliheksametylenoadypamid) odnosi się do alifatycznych poliamidów, termoplastycznych tworzyw konstrukcyjnych i jest strukturalnym materiałem krystalizującym. Za granicą polimer jest określany jako Poliamid 66, PA 66, PA 6.6, Nylon, Nylon 66 itp. Polimer jest produktem polikondensacji kwasu adypinowego i heksametylenodiaminy (sól AG).
Nylon jest odporny chemicznie i klimatycznie, odporny na smary i produkty ropopochodne, paliwa samochodowe i rozpuszczalniki organiczne. W porównaniu z PA 6 nylon ma niższy stopień nasiąkliwości, lepsze właściwości izolacji elektrycznej i wyższą odporność na ciepło. Temperatura topnienia nylonu wynosi około 260°C. Polimer jest w stanie trwale zachować swój kształt w temperaturze do 180°C i chwilowo w temperaturze 200°C.

Nylon (poliamid 66) odpowiada wzorowi chemicznemu ([-NH- (CH2)6-NH-CO- (CH2)4-CO-]n). Dwie szóstki odpowiadają liczbie atomów węgla w początkowym monomerze: 6 atomów w kwasie adypinowym i 6 w heksametylenodiaminie.

Szeroką ofertę filamentów do druku 3D znajdziesz pod linkiem https://sklep.plexiwire.pl/plexiwire-filament.

Technologia druku 3D z nylonu

Nelon może być stosowany w druku 3D poprzez Fused Deposition Modeling (FDM) przy użyciu nylonowego włókna lub przez Selective Laser Sintering (SLS) lub Multi Jet Fusion (MJF) przy użyciu proszku nylonowego. Poniżej wyjaśnimy różnice między tymi technologiami i sposób ich wykorzystania do tworzenia części nylonowych, a także zalety i wady każdej z nich.

Druk 3D z nylonu na drukarkach 3D FDM

Drukarki 3D FDM wykorzystują włókna, które są topione, a następnie wytłaczane przez dyszę na platformę roboczą warstwa po warstwie. Chociaż druk 3D z nylonu na drukarkach 3D FDM jest znacznie tańszy niż SLS lub MJF, jakość wydrukowanej części nylonowej FDM nie jest tak imponująca.

Po pierwsze, nie wszystkie drukarki FDM mogą z łatwością obsługiwać nylonowy filament. Ważne jest, aby mieć wysokiej jakości (całkowicie metalowy) hotend, który wytrzymuje temperatury powyżej 250 ° C. Ponadto nylon jest również podatny na kurczenie się, więc przyczepność do stołu drukarki 3D jest większym problemem niż kiedykolwiek.

Nici nylonowe są dostępne w różnych wykończeniach, najczęściej PA 6 i PA 66. Oba mają standardowe właściwości nylonu, takie jak wytrzymałość, odporność na ścieranie i niskie tarcie, ale mają jedną istotną wadę: wysoką absorpcję wilgoci.

Szybkość drukowania nylonu 3D na drukarkach 3D FDM

Optymalna prędkość druku 3D z nylonu wynosi od 30 do 60 mm/s. Wyższe prędkości, takie jak 70 mm/s, będą również odpowiednie, jeśli jednocześnie zwiększysz temperaturę dyszy. Większość użytkowników drukuje z prędkością 40 mm/s, szczegóły będą doskonałej jakości i będą zawierały wiele szczegółów.

Nylon z nadrukiem 3D SLS

SLS wykorzystuje laser do spiekania proszku warstwa po warstwie, aż do ukończenia części. Istnieją różne rodzaje technologii spiekania laserowego — istnieją mocowania do metalu i szkła — ale większość drukarek 3D SLS koncentruje się na polimerach.

Materiały stosowane w druku 3D SLS

Jednym z głównych materiałów stosowanych w SLS jest nylon, a konkretnie proszki nylonowe PA 11 i PA 12. Proszki PA 11 są stosowane do części wymagających odporności na promieniowanie UV i uderzenia, podczas gdy PA 12 jest preferowany ze względu na zwiększoną wytrzymałość i sztywność detali. Istnieją również wzmocnione proszki poliamidowe, znane również jako nylonowe proszki kompozytowe, które oprócz nylonu zazwyczaj zawierają cząsteczki szkła, aluminium lub włókna węglowego.

Korzyści z drukowania nylonu SLS 3D

Po ukończeniu części są całkowicie otoczone zielonym proszkiem, który służy również jako podpora dla gotowych części. Na szczęście dzięki SLS do 50-70% tego zielonego proszku można ponownie wykorzystać do przyszłych wydruków. Z punktu widzenia kosztów i korzyści jest to duża zaleta w porównaniu z FDM, ponieważ żaden materiał wytłaczany jako podpory w druku FDM zwykle nie jest ponownie używany.

Nylon doskonale nadaje się do tworzenia części funkcjonalnych, podczas gdy SLS może wytwarzać złożone części funkcjonalne i uzyskuje doskonałą wytrzymałość i szczegółowość dzięki zastosowaniu proszku zamiast włókna.

Nylon z nadrukiem 3D MJF

MJF to unikalna technologia spiekania proszków opracowana przez firmę Hewlett Packard i wprowadzona na rynek w 2016 roku. MJF jest podobny do SLS, ale ma też coś wspólnego z natryskiwaniem spoiwa.

Zarówno MJF, jak i SLS rozpoczynają proces drukowania w ten sam sposób. Przed rozpoczęciem spiekania na platformę montażową nakładana jest warstwa proszku. Jednak o ile w SLS laser zacząłby wtedy spiekać, o tyle MJF wprowadza do procesu drukowania dodatkowy krok w postaci środków chemicznych.

Na każdą świeżą warstwę proszku, dokładnie tam, gdzie będą spiekane przyszłe warstwy, natryskiwany jest składnik chemiczny. Pomaga proszkowi absorbować energię ze źródła ciepła drukarki. Podczas gdy SLS wykorzystuje potężny laser, MJF polega na silnym promieniowaniu podczerwonym jako źródle ciepła. Światło podczerwone w połączeniu z utrwalaczem przyspiesza proces spiekania, dzięki czemu MJF jest generalnie szybszy niż SLS.

Zalety druku 3D MJF

Choć obie technologie pozwalają na tworzenie szczegółowych modeli 3D, MJF wyprzedza SLS.

Po zakończeniu drukowania będziesz mógł pozbyć się zielonego proszku, tak jak w przypadku SLS. Jednak MJF pozwala na ponowne wykorzystanie jeszcze większej ilości proszku, nawet do 80%. Chociaż w dużej mierze zależy to od konkretnych maszyn, które porównujesz, maszyny MJF są porównywalne cenowo z przemysłowymi maszynami SLS, ale mają krótszy czas drukowania i potencjalnie większą szczegółowość.