3D-печать из полиамида (нейлона) – технология 2020

  • автор:

Как на самом деле работает 3D-печать из полиамида (нейлона)?

Нейлон является полиамидом. Он хорошо подходит для 3D-печати функциональных деталей с превосходной прочностью на растяжение по сравнению с PLA. Полиамид является одним из самых популярных материалов для 3D-печати, используемых профессиональными компаниями 3D-печати.

Впервые нейлон появился в 1935 году. Он был разработан Уоллесом Карозерсом, который тогда работал на DuPont. Через три года этот материал был продан в виде зубной щетки! Нейлон в основном используется в текстильной промышленности благодаря своей гибкости и прочности. Впервые он был использован в 1940 году при производстве женских чулок. Позже он был принят в автомобильной промышленности благодаря своим прочностным и фрикционным свойствам.

3D-печать из полиамида

3D-печать из полиамида — преимущества разнообразны. Он доступен по разумной цене. Может включать в себя взаимосвязанные и взаимозаменяемые детали. Его можно обрабатывать различными способами (окрашенный, сглаженный, окрашенный распылением, с бархатной отделкой). Сегодня мы расскажем, почему полиамид такой универсальный и как работает 3D-печать из полиамида.

3D-печать из полиамида: все начинается с порошка

В отличие от большинства домашних принтеров, полиамидные отпечатки не создаются с использованием пластиковой нити. На самом деле, модели из полиамида изготовлены из очень мелкого белого порошка.

Этот материал на основе порошка даст вам невероятную свободу дизайна. Как вы сможете увидеть ниже, он даст нам довольно много работы по освобождению спеченных моделей от не спеченного порошка.

3D-печать из нейлона

3D-печать из полиамида на фабрике. Фото Flanders Investment & Trade (FIT) (c) Артур Лос.

Далее важно отметить, что порошок, используемый 3D-принтерами, не может быть порошком любого типа. Он будет использоваться для ультратонких печатных слоев. Поэтому порошок должен иметь идеальную форму для выравнивания.

3D-печать из нейлона — свойства

Нейлон является полиамидом и часто (хотя и не всегда) встречается в вариантах PA 11 и PA 12. Нейлон является очень прочным и долговечным материалом, обеспечивающим некоторую гибкость в тонких стенках.

3D-печать из нейлона в основном используется для печати функциональных передач. Поскольку нейлон имеет высокую температуру плавления с очень низким коэффициентом трения.

Еще одним важным свойством нейлона является гигроскопичность — другими словами, он поглощает влагу. Это может быть полезно, так как напечатанные детали легко обрабатываются тканевыми и аэрозольными красками для изменения окончательной эстетики продукта.

Но это также делает нейлон склонным к поглощению влаги из воздуха. Это влияет на его производительность.

Что такое 3D-печать из нейлона?

Рассмотрим камни и мрамор. Вы можете легко положить камни друг на друга, чтобы построить пирамиду. Тем не менее, построить пирамиду из мрамора было бы гораздо сложнее. Поскольку сферы идеальной формы просто выровнялись бы. У вашей пирамиды не было бы шансов.

Подобно мрамору, порошок полиамида должен иметь идеальную форму сфер. 3D-печать из нейлона требует, чтобы каждый слой печати должен иметь одинаковую высоту. А мы говорим здесь о микронах!

3D-печать из нейлона обладает другой важной особенностью порошка — это его температура плавления. Она установлена ​​на уровне 170° C/338° F. Эта деталь имеет значение.

3D-печать из полиамида - технология

3D-печать из полиамида — технология

Как происходит 3D-печать из нейлона? Лазер в принтере плавит порошок полиамида в нужном месте. Вот как это работает.

3D-печать из нейлона может быть достигнута с помощью моделирования методом наплавки (FDM), селективного лазерного спекания (SLS) и MultiJet Fusion (MJF).

3D-печать из нейлона немного сложнее с FDM, но сравнительно проще с SLS и MJF.

Плавленое моделирование осаждения (FDM)

Нейлон очень гигроскопичен, что означает, что он поглощает влагу из воздуха. Таким образом, нейлон следует хранить в сухом месте с силикагелем. На практике он поглощает около 10% своего веса в воде.

3D-печать из полиамида — адгезия иногда нарушается. Причина? Из-за присутствия влаги в материале. Когда материал нагревается во время печати, влага лопается. Влияя не только на адгезию слоя, но и придавая поверхности шероховатую поверхность. Нейлон отлипает от стола.

Поэтому 3D-печать из полиамида перед печатью требует высушить нейлоновый материал. Сушка в печи — лучшая мера предосторожности от успешного нанесения печати.

3D-печать из полиамида также имеет проблемы с деформацией. Подогреваемая кровать рекомендуется. В дополнение к нагретому слою нанесение клея на поверхность еще больше обеспечит бесподобный отпечаток. Избегайте использования охлаждающих вентиляторов.

3D-печать из полиамида — нейлона чаще всего доступен с 6 атомами углерода, чаще называемый PA6. Это нить, которая обладает множеством интересных характеристик. Например, включая большую гибкость, устойчивость к ударам и истиранию.

Кроме того, его механические свойства довольно близки к ABS. Однако обратите внимание, что 3D-печать из полиамида потребует наличия нагретой пластины внутри 3D-принтера. Она может достигать температуры около 80 ° C из-за проблем с адгезией.

Также необходимо позаботиться о хранении. Так как нейлон быстро поглощает окружающую влажность (гигроскопичный материал), что может повлиять на печать позже. Что касается температуры экструзии, 3D-печать из полиамида требует поднятия температуры до 250° C или даже до 220° C для некоторых типов нейлона.

Нейлоновые нити — хорошая альтернатива поликарбонату, потому что их легче печатать. У них будет больший срок службы. Поэтому они идеально подходят для печати деталей, которые должны быть устойчивыми. В результате нейлон используется для печати инструментов, петель или деталей машин, которым требуется хорошее сопротивление.

Среди основных производителей нейлоновых волокон мы находим Taulman3D, XStrand, Neofil3D и производителей оборудования, таких как Zortrax и Ultimaker . Имейте в виду, что нейлон можно армировать углеродным волокном или стекловолокном.

Что касается цены, то классическая катушка (500 граммов, диаметр 1,75 мм) стоит от 25 до 40 евро в зависимости от марки; если выбрать композитный материал, цена может быстро подняться в районе 60-70 €.

Ускоренный курс по сушке в духовке

Наиболее распространенный способ сушки нити — это запекание в конвекционной печи. В конвекционных печах горячий воздух циркулирует в камере, так что катушка с нитью равномерно высыхает.

Важно отметить, что духовка должна быть предварительно нагрета перед установкой катушки для сушки. Установите температуру предварительного нагрева для вашей духовки и вставляйте нити только после ее достижения. Убедитесь, что температура установлена ​​правильно, так как перегрев может привести к плавлению.

3D-печать из нейлона требует:

Температура предварительного нагрева: от 70 ° C до 80 ° C

Требуемое время: от 4 до 6 часов

После завершения вышеописанного процесса сушки нить должна быть удалена и храниться в герметичном контейнере с осушителем.

ПРИМЕЧАНИЕ. Тщательно установите температуры сушки так, чтобы температура была намного ниже температуры стеклования (Tg). Другие материалы, такие как PLA, имеют более низкую Tg. Поэтому температура должна быть ниже, чем та, которая сохраняется для нейлоновой нити, иначе вы можете испортить всю катушку.

Селективное лазерное спекание (SLS)

3D-печать из полиамида — SLS является наиболее подходящей технологией. Нейлон для 3D-печати в основном существует в виде PA 11 и PA 12, а также PA6 для FDM. Или в виде композитных материалов, таких как нейлон с наполнением из углеродного волокна и стекла.

Нейлон PA 11 является более гибким, чем PA 12. Тогда как последний обладает отличными всесторонними механическими свойствами. В результате идеально подходящими для функциональных прототипов.

При печати с использованием SLS нейлон вводится в виде порошка. 3D-печать из полиамида SLS позволяет получать великолепные отпечатки с превосходными свойствами материала. Хотя и слегка шероховатой поверхностью.

Настройки SLS:

Допуск: ± 0,3% (мин .: ± 0,3 мм)

Толщина стенки: 0,7 мм

Высота слоя: 80 — 120 мкм

MultiJet Fusion (MJF)

MJF предлагает нейлоновые материалы для 3D-печати, такие как:

HP 3D High Reusability PA 12: этот материал идеально подходит для изготовления прочных качественных деталей с наименьшими затратами на деталь.

Стеклянные бусины HP 3D многоразового использования PA 12: этот материал идеально подходит для изготовления жестких, недорогих и качественных деталей.

HP 3D High Reusability PA 11: Этот материал идеально подходит для производства пластичных, качественных деталей с наименьшими затратами на деталь.

HP 3D High Reusability PA 12 соответствует требованиям REACH (регистрация, оценка, авторизация и ограничение химических веществ). REACH — это постановление Европейского Союза, принятое для улучшения защиты здоровья людей и окружающей среды от рисков, связанных с химическими веществами.

HP 3D High Reusability PA 12 является биосовместимым и соответствует требованиям RoHS.

3D-печать из нейлона — как это работает

3D-печать из нейлона — сверхтонкий слой полиамида наносится валиком. Печатающая камера 3D-принтера затем нагревается до температуры чуть ниже 170° C/338° F.

В этот момент порошок не плавится, поскольку он не достиг своей точки плавления. И теперь происходит волшебство. Лазер касается тех областей слоя, которые являются частью вашего дизайна. Поднимая температуру этих областей чуть выше 170° C/338° F.

Вуаля, ваша деталь спечена (ну, извините, один слой детали). 3D-печать из нейлона будет продолжать распределять один слой порошка за другим. И лазер будет систематически касаться правильных точек каждого слоя и спекать объект вместе.

3D-печать из полиамида: перезарядка и «копание»

Хотя сам процесс печати может занять до 1,5 дней, этап восстановления может занять еще больше времени. После выполнения задания на печать невозможно сразу же получить 3D-отпечатки. Время восстановления может занять до двух дней.

По истечении этого периода получается большой кусок порошка со спеченными моделями, содержащимися внутри. Это означает, что нам нужно начать «выкапывать» детали.

3D-печать из нейлона - последний штрих

3D-печать из нейлона — последний штрих

3D-печать из нейлона требует постобработки. Как только вышеуказанные шаги будут выполнены, начнется процесс постпроизводства.

Во-первых, 3D-печать из нейлона требует, чтобы ваши 3D-отпечатки были очищены с помощью пылесосов и пневматических пистолетов высокого давления. Так как ваш объект был создан внутри слоя порошка, нет никаких структур поддержки, которые должны быть вырезаны.

Во-вторых, мы применим выбранную вами отделку (точные шаги в значительной степени зависят от выбора, который вы сделали при оформлении заказа). Ваш полиамидный принт может быть отполирован, окрашен распылением или с бархатной отделкой.

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook

Обсуждение закрыто.