3D-печать на нейлоне:все, что вам нужно знать

Нейлон, также известный как полиамид, является одним из самых популярных и универсальных материалов для 3D-печати на рынке. Нейлон - синтетический полимер, устойчивый к истиранию, жесткий и обладает большей прочностью и долговечностью, чем термопласты ABS и PLA. Эти свойства делают нейлон идеальным выбором для широкого спектра приложений 3D-печати. ​​

Сегодняшнее руководство будет посвящено преимуществам нейлоновой 3D-печати, а также потенциальным областям применения. Мы также рассмотрим, какие технологии 3D-печати лучше всего работают с нейлоном, и дадим советы о том, как добиться отличных результатов печати с помощью нейлоновых волокон.

Почему 3D-печать из нейлона?

• Идеально подходит для прототипов и функциональных деталей, таких как шестерни и инструменты. Нейлон может быть усилен углеродным или стекловолокном, в результате чего получаются легкие детали с превосходными механическими свойствами. Однако по сравнению с АБС нейлон не отличается особой жесткостью. Таким образом, если ваша деталь требует жесткости, вам придется подумать об усилении ее дополнительным материалом.
  
  
• Нейлон обеспечивает отличное соотношение жесткости и гибкости. Это означает, что ваша деталь будет гибкой при печати с тонкими стенками и жесткой при печати с более толстыми стенками. Это хорошо подходит для изготовления таких компонентов, как живые петли с жесткими частями и гибкими соединениями.
  
  
• Поскольку детали, напечатанные из нейлона, обычно имеют хорошую поверхность, требуется меньше постобработки.
  
  
• В сочетании с такими технологиями порошкового покрытия, как SLS и Multi Jet Fusion, 3D-печать с нейлоном может использоваться для создания движущихся и взаимосвязанных деталей. Это устраняет необходимость в сборке компонентов с индивидуальной печатью и позволяет быстрее создавать очень сложные объекты.

• Поскольку нейлон гигроскопичен, что означает, что он впитывает жидкости, детали можно легко покрасить в ванне для красителя после изготовления.

Какую технологию выбрать?

Композиты на основе нейлона и полиамида лучше всего работают с технологиями трехмерной печати на порошковой основе, такими как избирательное лазерное спекание (SLS) и многоструйное сплавление (MJF), и на рынке доступно множество различных типов. Нейлоновые материалы также могут иметь форму нитей для 3D-принтеров FDM. Однако из-за высоких температур печати и проблем с короблением может быть сложнее использовать нейлоновые нити с FDM.

SLS

Нейлоновые порошки широко используются в процессе печати SLS, причем полиамид 11 (PA11) и полиамид 12 (PA12) являются двумя наиболее часто используемыми полиамидами. PA11 обладает высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и ударам, в то время как PA12 обладает большей прочностью и жесткостью. Существует также широкий спектр композитов, таких как стекло, углеродное волокно и полиамиды, армированные алюминием, которые обладают еще более улучшенными механическими свойствами. В настоящее время SLS является самой надежной технологией для 3D-печати из нейлона, хотя технология Multi Jet Fusion обеспечивает более высокую скорость и лучшую точность размеров.

Multi Jet Fusion

Технология HP Multi Jet Fusion поддерживает ряд нейлоновых материалов для 3D-печати, а именно PA11, PA12 и HP 3D High Reusability PA 12 Glass Beads (полиамидный материал, наполненный 40% стеклянных шариков). Нейлоновые порошки для MJF очень многоразовые, так как излишки порошка (до 70%) могут быть переработаны и повторно использованы в процессе печати без ущерба для механических свойств вашей детали.

Моделирование наплавленного осаждения

Хотя FDM можно использовать для 3D-печати нейлона, для нейлона требуются температуры печати выше, чем могут выдержать многие экструдеры FDM. По сравнению с SLS и MJF нейлоновые нити для FDM не так широко используются в промышленности, но, тем не менее, на рынке есть несколько 3D-принтеров FDM, оптимизированных для этого варианта использования. Markforged, например, предлагает свой собственный материал Onyx. Оникс, композит нейлона и микроуглерода, производит прочные, термостойкие детали, подходящие для конечного использования, и считается, что он в 1,4 раза прочнее и жестче, чем детали из АБС-пластика.

Советы по 3D-печати из нейлона

Для FDM :

• Так как нейлон впитывает влагу, влажные нейлоновые нити могут привести к нежелательным результатам, таким как плохая адгезия слоя и шероховатость поверхности. Вот почему так важно хранить нейлоновые нити в сухих, герметичных контейнерах и следить за тем, чтобы материал был сухим перед печатью. Также рекомендуется сушить нейлоновую нить в духовке при температуре от 70 ° C до 80 ° C в течение четырех-шести часов.
• При средней температуре печати нейлоновых нитей 240 градусов и выше некоторые 3D-принтеры FDM могут быть непригодными для таких высоких температур. Поэтому рекомендуется проверить максимальную температуру экструдера на вашем FDM-принтере, прежде чем использовать нейлоновые нити.
• Поскольку нейлон склонен к деформации, настоятельно рекомендуется предварительно нагреть платформу для печати, чтобы предотвратить это.

Для SLS и MJF:

• Для 3D-печати SLS и MJF вашим нейлоновым деталям потребуется толщина стенок не менее 1 мм. При проектировании живых петель убедитесь, что минимальная толщина стенки составляет 0,3 мм и 0,5 мм для SLS и MJF соответственно.
• Настоятельно не рекомендуется проектировать большие и плоские детали при работе с нейлоном в порошковой подушке из-за высокой вероятности деформации.
• Поскольку нейлон позволяет создавать подвижные и сцепляющиеся детали, очень важно обеспечить, чтобы расстояние между частями, которые печатаются вместе, составляло не менее 0,5 мм.
• Рекомендуется удалить нейлоновый порошок, застрявший внутри детали, особенно с деталей с толщиной стенок более 20 мм. Чтобы сэкономить материал и избежать деформаций, убедитесь, что в конструкции предусмотрено как минимум два выходных отверстия, чтобы облегчить удаление порошка после печати.

Приложения для 3D-печати нейлоном

Нейлон - идеальный выбор для различных применений, включая повторяющиеся защелкивания, подвижные петли и шестерни. И авиакосмическая, и автомобильная промышленность воспользовались гибкостью нейлона для производства индивидуализированной оснастки, приспособлений и приспособлений, а также прототипов внутренних панелей, компонентов воздухозаборника с низким нагревом и крышек антенн. Нейлоновые детали также можно найти в самолетах:например, американская компания Metro Aerospace недавно напечатала на 3D-принтере стеклонаполненные нейлоновые микролопасти, предназначенные для уменьшения лобового сопротивления. Благодаря этому процессу 3D-печати Metro Aerospace смогла обеспечить единообразие своих летных компонентов, что упростило получение разрешения FAA.

В медицинском секторе нейлон можно использовать для создания прототипов. и создание учебных анатомических моделей, в дополнение к производству медицинских деталей конечного использования. Полимид Ultramid компании BASF недавно был использован для изготовления индивидуальных протезов, напечатанных на 3D-принтере. Полиамид, армированный углеродным волокном, гарантирует, что протез останется прочным и легким.

Не только в промышленных секторах используется нейлоновая 3D-печать. Быстро расширяя использование 3D-печати, промышленность потребительских товаров также находит хорошее применение нейлону. Нейлон обеспечивает гибкий выбор для самых разных областей применения - от чехлов для телефонов до настраиваемых очков. Недавний случай - это кисти Chanel для туши, напечатанные на 3D-принтере, созданные из полиамидной пудры с использованием технологии SLS.

Подводя итоги

3D-печать нейлоном предоставляет широкий спектр преимуществ для промышленных дизайнеров и инженеров, создавая детали с хорошими механическими свойствами, подходящие как для функционального прототипирования, так и для конечного использования. В то время как SLS в настоящее время является наиболее распространенной технологией, используемой для печати деталей из нейлона, технологических и материальный прогресс означает, что другие технологии быстро догоняют. Например, поощряя сотрудничество, открытая платформа HP нацелена на внедрение нейлоновой 3D-печати с использованием технологии MJF. Что касается FDM, нейлоновые нити, подходящие для этой технологии, также постоянно совершенствуются.