3Д печать нейлоном обладает рядом преимуществ:
-
Механическая прочность и стойкость к износу. Нейлон обеспечивает высокую механическую прочность и устойчивость к износу, а это делает его одним из самых лучших решений для изготовления высокопрочных, долговечных изделий.
-
Высокая температура плавления. Обладает повышенной температурой плавления, а это дает возможность использовать новые изделия из нейлона в условиях повышенной температуры (более 160 °C) и сохранять стабильность при температурных колебаниях.
-
Устойчивость к химикатам. Нейлон сохраняет свои свойства при воздействии различными химвеществами.
-
Отсутствие запаха при печати. Не производит неприятных запахов в процессе печати, а это способствует более комфортному использованию.
-
Относительная экономичность. Нейлон является доступным материалом, а это делает его более привлекательным с экономической точки зрения.
Изделия из нейлона гибкие. Но важно учесть что тонкие элементы обладают высочайшей гибкостью, в то время как массивные становятся более жесткими. Также нейлон легко поддается окрашиванию, посредством добавления красителя в филамент.
В данной статье подробнее о процессе 3D-печати с использованием нейлона, а также о деталях с печати помощью различных технологий.
|
|
|
Физические свойства
Физические характеристики нейлона делают его востребованным в промышленности 3D-печати, благодаря его прочности, долговечности и стойкости к воздействиям механического характера.
Полимер обладает и рядом других физических характеристик, включая низкий коэффициент трения, свойства диэлектрические. Нейлон может использоваться для изоляции звуковой/вибрационной. При сравнении ПА 66 с Полиамидом 6 отмечается меньшая плотность у первого, при этом он обладает большей жесткостью, прочностью и твердостью.
Низкий коэффициент трения материала также делает его подходящим для производства функциональных движущихся частей механизмов. Исходя из этих свойств, материал применяется для создания прототипов функциональных, шестерен и подобных деталей, предназначенных для конечного использования.
Химические свойства
Химические свойства нейлона, известного также как ПА66, определяют его как алифатический полиамид, являющий собой термопласт с характеристиками конструкционными и кристаллизирующимися. За границей полимер обозначается различными терминами: PA 66, Nylon и другие. Этот полимер образуется в результате поликонденсации адипиновой кислоты и соли АГ.
Нейлон проявляет химическую и климатическую стойкость, устойчивость к смазочным материалам, нефтепродуктам, топливу автомобильному и органическим растворителям. В сравнении с ПА 6, нейлон обладает меньшей водопоглощаемостью, лучшими характеристиками электроизоляционными. Температура плавления материала достигает приблизительно 260°C.
Технологии 3D печати нейлоном
3D печать нейлоном востребована. Существует несколько технологий печати данным материалом. Основные:
-
FDM. В этом методе нейлоновая нить расплавляется и наслаивается слой за слоем, формируя трехмерные объекты. Эта технология обеспечивает простоту использования и доступность, а это делает её популярным выбором для любителей и профессионалов.
-
SLS. В этой технологии лазер используется для спекания нейлонового порошка, слой за слоем, что печатать позволяет более сложные и детализированные объекты. Этот метод обеспечивает высокую точность, но требует специализированного оборудования.
-
MJF. Технология MJF также использует нейлоновый порошок, но с добавлением химических агентов. Это позволяет ускорить процесс спекания, делая его более быстрым, чем нейлон используется для печати SLS. MJF обеспечивает высокую производительность и прекрасное качество деталей.
Каждая из этих технологий имеет свои плюсы и минусы, и выбор зависит от конкретных потребностей проекта. Независимо от выбранного метода, технологии 3D-печати с использованием нейлона открывают возможности для создания высокопрочных и функциональных деталей.
3D печать нейлоном на FDM устройствах
Скорость печати 3Д нейлоном на FDM 3Д принтерах
Оптимальная скорость составляет от 30 до 60 мм/с. Если увеличить температуру сопла, то также возможно использование более высоких скоростей, например, до 70 мм/с. Однако большинство пользователей предпочитают скорость 40 мм/с, поскольку при этом достигается высокая детализация. Этот диапазон скоростей обеспечивает баланс между производительностью и сохранением высокого стандарта качества, а это делает его оптимальным выбором для большинства печатающих задач.
Хранение нити нейлоновой для 3Д печати
Эффективное хранение нейлоновой нити для 3Д печати имеет критическое значение, поскольку высокое влагопоглощение может плохо сказаться на качестве печати. Для предотвращения подобного сценария особенно важно правильное обращение с материалом.
Применение простого герметичного пластикового контейнера является хорошим вариантом, когда нить не используется. Но как быть во время самого процесса печати 3д? Прекрасным решением является использование блока для хранения с контролем влаги, который также обеспечивает возможность подачи нити в экструдер. Если уже возникла ситуация, когда ваша катушка впитала излишне много влаги, существует возможность её спасения путем правильного высушивания нити.
Настройки 3D печати нейлоном
Этот вид пластика является одним из самых сложных для процесса печати. Превзойти его по капризности могут разве что некоторые композиты, созданные на его основе. Характеризуется относительно высоким уровнем термической усадки, требует сушки предварительной, правильной подготовки печатной поверхности, а также ему нужна высокая температура разогрева. Особенно важно при работе с ним соблюдать условия температуры и избегать сквозняков и обдува, так как это может стать проблемой, когда нужно сделать любые маленькие детали с тонкими элементами. При необходимости сохранения геометрической точности изделия важно учитывать усадку и принимать меры по коррекции масштаба и предотвращению возможных деформаций.
Главные параметры при настройке 3D-печати в таблице:
|
Экструзия t०С |
240-280 |
|
Стола t०С |
100-120 |
|
Скорость печати |
До 40 мм за секунду |
|
Слой высота |
25-75% от диаметра сопла (предпочтительно 50%) |
Материал тяжело прилипает к чистому стеклу, поэтому рекомендуется предварительно обработать поверхность слоем 3D-лака или прочего материала для обеспечения лучшей адгезии. Для более оптимальных результатов также лучше использование 3d принтеры с активной термокамерой.
SLS 3Д печать нейлоном
SLS предусматривает использование лазера для спекания порошка, создавая деталь пошагово до завершения процесса. Несмотря на разнообразие технологий лазерного спекания, таких как те, которые предназначены для обработки металла и стекла, большинство принтеров 3д SLS ориентированы на использование полимеров.
Материалы используемые в СЛС 3Д печати
Основным материалом являются нейлоновые порошки. PA 11 применяются для создания деталей, требующих стойкости к ультрафиолетовому излучению и ударопрочности, в то время как PA12 предпочтителен благодаря повышенной прочности и жесткости изготовляемых деталей. Также существуют порошки, основанные на полиамиде армированном. Такие порошки помимо нейлона обычно содержат в себе частички стекла, алюминия.
Преимущества SLS 3D печати нейлоном
3d печать нейлоном по технологии SLS обладает рядом преимуществ. По завершении печати деталь полностью окружена не спеченным порошком, который также выполняет роль поддержки для готовых деталей. Но, что радует, при использовании технологии SLS возможно повторное использование до 70% данного порошка не спеченного для последующих отпечатков. С экономической точки зрения это огромное преимущество по сравнению с FDM, где материал, применяемый в качестве опоры, обычно не поддается повторному использованию.
Нейлон подходит для изготовления деталей функциональных, и при использовании SLS возможно создание сложных функциональных деталей с выдающейся прочностью и детализацией благодаря применению порошка вместо нити.
Недостатки СЛС печати-3Д нейлоном
Недостатки применения нейлона в SLS 3D-печати оцениваются исходя из финансовых аспектов данного процесса. Одним из основных недостатков SLS считается его немаленькая стоимость. Промышленные 3D принтеры СЛС часто предлагаются по цене, превышающей 100 тысяч долларов. Тем не менее хорошей новостью является то, что в настоящее время на рынке доступны более доступные варианты, такие как настольный аппарат СЛС Fuse 1.
MJF 3D печать нейлоном
Печать нейлоном на 3d принтере с технологией MJF с нейлоном представляет собой инновационный подход к процессу создания объектов трехмерных. Эта методика, разработанная компанией Hewlett Packard и представленная в 2016 году, уникальна благодаря применению технологии спекания порошка. Данная технология имеет некоторые сходства с SLS и включает элементы струйного нанесения связующего.
Процесс печати в технологиях MJF и SLS начинается с одинакового этапа: перед началом спекания происходит равномерное распределение порошка на рабочей поверхности. При этом MJF отличается от SLS тем что у него есть дополнительный шаг в процессе, включающий использование химических агентов. Каждый новый слой порошка в технологии MJF покрывается химическим компонентом прямо там, где будут спекаться последующие слои. Этот компонент помогает порошку поглощать энергию от источника тепла устройства печатного. В то время как технология SLS использует мощный лазер, MJF опирается на излучение инфракрасное (в качестве источника тепла). Использование света инфракрасного совместно с термо закрепителем ускоряет процесс спекания, делая технологию MJF в целом более быстрой по сравнению с SLS.
Преимущества MJF печать 3Д
3д печать нейлоном по технологии MJF имеет больше преимуществ в сравнении с печатью SLS. Тем не менее оба метода позволяют создавать детализированные трехмерные модели.
После завершения процесса печати в случае MJF, аналогично SLS, можно повторно использовать не спеченный порошок. Но, что нужно выделить по MJF, так это то что технология предоставляет дополнительную гибкость, предоставляя возможность переработать даже больший процент порошка, достигая до 80% повторного использования. Машины, использующие технологию MJF, очень часто сопоставимы по цене с промышленными СЛС машинами, при этом они обеспечивают более быструю скорость печати и потенциально более детализированные результаты.
