3D печать нейлоном : технологии , настройки 3D принтера

Нейлон — прочный и гибкий материал. В этой статье рассматривается 3D-печать нейлоном как создаются компоненты из этого материала с помощью FDM, SLS и MJF. Нейлон — это синтетический полимер семейства полиамидов. 3D печати Он используется в виде пыли или пластиковой нити.При 3D-печати нейлон Он считается механическим материалом, потому что для печати Требует навыков и специального оборудования.

Физические свойства нейлона

Нейлон популярен для промышленной 3D-печати, потому что он прочный, стойкий и устойчивый к механическим нагрузкам, особенно при трении. Тонкие стенки. из нейлона обеспечивают значительную гибкость при сохранении выносливости.

Полимеры обладают следующими физическими свойствами. Низкий коэффициент трения, водостойкость, высокая механическая прочность, стойкость к истиранию, хорошие антикоррозийные и диэлектрические свойства, могут использоваться для тепло- и виброизоляции PA 66 имеет меньшую плотность по сравнению с полиамидом 6, но является более жестким, прочным и долговечным.

Низкий коэффициент трения нейлона также означает, что он подходит для создания функциональных движущихся частей в машинах. В связи с этим, нейлон он часто используется при изготовлении функциональных прототипов, шарниров, шестеренок и подобных компонентов для конечного использования.

Химические свойства нейлона

Пенсильванский нейлон (поликсенерендопамид) относится к алифрентному полиамиду, механическому термопластику, и является структурным кристаллическим материалом. Зарубежные полимеры называют полиамид 66, ПА 66, ПА 6. 6, нейлон, нейлон 66 и т.д. Полимеры являются продуктом поликультивирования адипиновой кислоты и гексаметиленмаина (соль Ag). Нейлон химически и климатически стойкий, устойчив к смазочным материалам и нефтепродуктам, автомобильному топливу и органическим растворителям По сравнению с ПА 6 нейлон Он меньше впитывает влагу, обладает улучшенными электроизоляционными свойствами и лучшей термостойкостью. Температура плавления. нейлона При температуре около 260°C полимер может постоянно сохранять свою форму при температуре до 180°C и временно при 200°C.

Нейлон (полиамид 66) соответствует химическому типу ([-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-] n); две пятки соответствуют числу атомов углерода в исходном мономере. 6 из адипиновой кислоты и 6 из гексаметилэнемина.

Технологии 3D печати нейлоном

Нейлон может быть использован в 3D-печати с помощью матрасов и слоев (FDM) с нейлоновыми нитями или с помощью селективного лазерного обжига (SLS) или многоструйного сплавления (MJF) с нейлоновой пылью. В следующих разделах описаны различия между этими технологиями, способы создания нейлоновых компонентов, а также преимущества и недостатки каждой из них.

3D печать нейлоном на FDM 3D принтерах

В 3D-принтерах FDM используются слитые нити, которые вытягиваются через сопла при послойной сборке; хотя 3D-печать нейлоном на FDM 3D принтерах гораздо доступнее, чем SLS или MJF, качество нейлоновых компонентов, напечатанных с помощью FDM, менее впечатляющее.

Во-первых, не все принтеры FDM-принтеры могут легко работать на нейлоновых нитях; важно иметь качественный (полностью металлический) нагреватель, выдерживающий температуру свыше 250°C. Далее, нейлон также имеют тенденцию к усадке, поэтому приклеивание их к столу 3D принтера важнее, чем когда-либо прежде.

Нейлоновые нити выпускаются в различных вариантах, наиболее распространенными являются PA 6 и PA 66. Обе имеют стандартные свойства нейлона Нейлоновые нити выпускаются в различных вариантах. В целом, обе обладают стандартными свойствами — прочностью, износостойкостью и низким коэффициентом трения, но со значительными недостатками.

Скорость 3D печати нейлоном на FDM 3D принтерах

Оптимальная скорость 3D печати нейлоном Высокие скорости, такие как 30-60 мм/с. 70 мм/с, подходят при одновременном повышении температуры сопла. Большинство пользователей печатают со скоростью 40 мм/с, поэтому аксессуар получается отличного качества и высокой детализации.

Сохраняйте нейлоновые нити. 3D печати

Высокое поглощение влаги может отрицательно сказаться на качестве 3D печати . Чтобы избежать этого сценария, необходимо правильное хранение.

Простые пластиковые герметичные контейнеры являются подходящим решением, когда нити не используются, но должны быть. 3D печати ; идеальным решением является хранилище с контролируемой влажностью, которое также позволяет нити поступать в экструдер. Если уже слишком поздно и бобины уже впитали излишки воды, нить можно спасти, высушив ее должным образом.

Настройки 3D печати нейлоном

• Температура сопла: 240-290°C
• Температура стола 3D принтера : до 65 ° C
• Клей: клей ПВА, ПВП, 3D лак
• Скорость печати : 25-50 мм/с
• Скорость вентилятора: 0-50%.
• Горячий ящик: рекомендуется, но не обязательно

SLS 3D печать нейлоном

SLS использует лазер для закрепления слоев пыли в матрасе до тех пор, пока изделие не будет готово. Существует несколько типов технологий Существуют различные типы лазерной печати — металлических и стеклянных деталей, но большинство 3D SLS принтеров сосредоточены на полимерах.

Материалы, используемые в SLS 3D печати

Одним из основных материалов, используемых в SLS, является нейлон ПА 11 и ПА 12. Порошки ПА 11 используются для компонентов, требующих устойчивости к УФ-излучению и ударам, в то время как ПА 12 предпочтительнее из-за повышенной выносливости и жесткости компонента. Существуют также порошки армированного полиамида, также известные как порошки сложного нейлона. нейлона Эти порошки также содержат частицы стекла, алюминия или углеродного волокна.

Преимущества SLS 3D печати нейлоном

После завершения изготовления компонент полностью окружен огнестойкой пылью. Она также служит опорой для готового компонента. К счастью, при SLS 50-70% этой неогнеупорной пыли может быть переработано для будущих отпечатков. С точки зрения соотношения затрат и эффективности это значительное преимущество перед FDM. FDM печати Обычно она не перерабатывается.

Нейлон идеально подходит для производства функциональных компонентов, а SLS позволяет производить сложные функциональные компоненты и использовать пыль вместо нити для получения лучшей прочности и детализации.

Недостатки SLS 3D печати нейлоном

Недостатком SLS является стоимость. Промышленные 3D SLS-принтеры часто продаются по цене более 100 000 долларов США. К счастью, стол Formlabs SLS Fuse 1 стоит около 10 000 долларов США, а при цене пыли около 60 долларов США за килограмм на рынке появились более доступные решения.

MJF 3D печать нейлоном

MJF уникален технология Hewlett Packard Dust Firepower и выпущен в 2016 году.MJF похож на SLS, но имеет некоторые материалы для склеивания и сходства.

И MJF, и SLS выполняют процесс печати одинаково. Перед началом огневого воздействия на сборочную платформу наносится слой пыли. Однако если при SLS лазер запускает процесс пожаротушения, то MJF вводит в процесс дополнительный шаг печати в виде химикатов.

Химикат распыляется поверх каждого свежего слоя пыли в том месте, где будущий слой становится огненным. Это помогает пыли поглощать энергию от источника тепла. принтера SLS использует мощный лазер, в то время как MJF основана на интенсивном инфракрасном свете в качестве источника тепла. Инфракрасный свет в сочетании с термостабилизаторами ускоряет процесс образования огня, поэтому MJF в целом быстрее, чем SLS.

Преимущества MJF 3D печать

Хотя обе технологии Можно создавать детальные трехмерные модели; MJF превосходит SLS.

После завершения печати Как и SLS, он может отбрасывать незафиксированную пыль. Однако MJF может перерабатывать еще больше пыли, до 80%. Это во многом зависит от конкретной машины, которую вы сравниваете, но машины MJF сопоставимы по цене с промышленными машинами SLS, но с меньшим временем обработки. печати Потенциально больше деталей.