Изучение PA12 (Нейлон 12): свойства, применения и отраслевые инсайты

Нейлоны — распространенный класс пластиков, существующий с 1930-х годов. Это полиамидные полимеры, традиционно используемые в ряде обычных процессов производства пластика для пленок, металлических покрытий и труб для нефти и газа — среди прочего. В целом, нейлоны невероятно популярны для аддитивных применений благодаря своей технологичности, как указано в ежегодном отчете State of 3D Printing 2017 года. В целом, нейлоны невероятно популярны для аддитивных применений благодаря своей технологичности, как указано в ежегодном отчете State of 3D Printing 2017 года.

Свойства Нейлона 12

PA 12 (также известный как Нейлон 12) — хороший пластик общего назначения с широкими аддитивными применениями, известный своей вязкостью, пределом прочности на растяжение, ударной вязкостью и способностью гнуться без разрушения. PA 12 давно используется литейщиками под давлением благодаря этим механическим свойствам. И недавно PA 12 был принят как распространенный материал для 3D-печати для создания функциональных деталей и прототипов. Если вы рассматриваете конвертацию металлических деталей в пластик, обязательно сначала оцените эксплуатационные условия, случаи нагрузки, допустимые уровпы ползучести/усталости и спецификации окружающей химической и УФ-стойкости.

Он используется в моделировании методом слоевого наплавления (FDM) как нить, и в процессах струйной печати с связующим, таких как HP® Multi Jet Fusion (MJF), как порошок. Проприетарные формы PA 12 были разработаны для обеих аддитивных технологий. HP®, например, создал HP® 3D High Reusability PA 12 для использования в своем процессе MJF. Stratasys внедрил свою собственную нить FDM под названием FDM Nylon 12™. И другие присоединяются, выпуская свои проприетарные вариации PA 12 (такие как Nylon G от MatterHackers).

Здесь мы объясним различия между общим PA 12 / Нейлон 12, используемым в литье под давлением, и проприетарными материалами PA 12 от Stratasys и HP®. Затем мы углубимся в детали того, как PA 12 используется в FDM и MJF.

FDM и Nylon 12™

FDM Nylon 12™ поставляется на катушке нити, которая нагревается и выдавливается через сопло принтера в процессе печати, и специально используется в принтерах Stratasys FDM.

Как и в других FDM-процессах, поддерживающие структуры для вылезающих элементов нужно встраивать в дизайн детали. К счастью, многие FDM-принтеры могут принимать два разных выдавливающих головки: одну для Нейлона 12 и одну для поддерживающего материала. Поддерживающий материал, такой как водорастворимый PVA, разработан для легкого удаления после завершения печати.

Механические спецификации для HP PA 12

Предел прочности на растяжение, XYZ: 48 МПа/6960 psi
Модуль упругости на растяжение, XY: 1700 МПа/247 ksi
Модуль упругости на растяжение, Z: 1800 МПа/261 ksi
Удлинение при разрыве, XY: 20%
Ударная вязкость IZOD: 3,5 кДж/м²
Температура деформации под нагрузкой (@0,45 МПа, 66 psi), XY: 175 °C/347 °F

Читайте техническую спецификацию HP® PA 12 для подробностей.

MJF и HP® 3D High Reusability Polyamide 12

HP® 3D High Reusability Polyamide 12 (HP® PA 12) — специфическая форма PA 12, разработанная для HP® MJF. Она поставляется в виде мелкодисперсного порошка, который может печатать детали с высоким разрешением и тонкими элементами.

Клиенты часто выбирают процесс MJF из-за его самоподдерживающейся природы, которая дает инженерам-конструкторам свободу проталкивать границы и печатать сложные и изощренные геометрии. Это также позволяет печатать сборки в единых, непрерывных деталях.

Большой объем сборки HP® MJF также позволяет производить более крупные детали (HP® MJF может делать детали с размерами до 16 дюймов на 12 дюймов на 16 дюймов). После печати детали нужно удалить из слоя несплавленного порошка, что требует некоторой пост-обработки и должно быть учтено инженерами при расчете затрат. В отличие от FDM, MJF производит почти изотропные материалы с минимальной разницей в жесткости в направлении печати.

Почему использовать HP® PA 12

HP® PA 12 — отличный материал для деталей, которым нужно балансировать вязкость и размерную точность с изощренными деталями. Fast Radius использует HP® PA 12 для печати почти изотропных деталей с тонко настроенным поверхностным разрешением, более высокими плотностями и более низкими пористостями. Текстурирование, окраска, тиснение и гравировка также возможны.

Почти стапроцентная плотность материала означает, что его механическая производительность эмулирует общий PA 12, который обычно используется для литья под давлением. В зависимости от строгости ваших материаловых требований, HP® PA 12 может даже заменить литейный класс ABS.

Популярные применения

Вязкость HP® PA 12 делает его отличным вариантом для деталей, требующих гибких материалов, которые не ломаются и не трескаются при повторном использовании. Некоторые популярные применения включают:

• Защелки-щелки
• Корпуса
• Крепежное оборудование для наружных корпусов
• Резьбовые вставки
• Детали, подверженные вибрации
• Кинематические детали
• Оправки и приспособления

Плотность HP® PA 12 похожа на распространенные пластмассы, такие как ABS. Однако гибкость, предоставляемая проектированием для аддитивного производства (DFAM), позволяет производить прочные и долговечные детали, которые легче традиционно произведенных пластиковых компонентов. Фактически, высокая усталостная стойкость материала (то есть его способность выдерживать повторные циклы нагрузки и вибрацию) делает его отличным вариантом для деталей в авиации и автомобилестроении.

Устойчивость и соображения стоимости HP PA 12

HP® PA 12 разработан для минимизации отходов, позволяя остаточный порошок от одной сборки использовать в последующих сборках. Это позволяет нам использовать 20% нового порошка и 80% переработанного порошка в каждом цикле печати. Переработка HP® PA 12 не только снижает материальные отходы, но и сохраняет экономику масштаба разумной, давая вам лучшую цену материала.

Проектировочные и эксплуатационные соображения

HP® PA 12 не ограничен слишком многими правилами дизайна, потому что проблемы с вылезами и размером конусности не применяются. Одной важной рекомендации является проектирование вентиляционных отверстий для внутренних полостей, чтобы предотвратить застревание порошка.

Пост-обработка начинается с удаления излишнего порошка. Операторы обдувают готовую деталь воздухом или абразивом перед тем, как она может пройти финишную обработку поверхности. HP® PA 12 поставляется в стандартном сером цвете, однако, если желательно, клиенты могут прогнать свои детали через процесс окраски, чтобы изменить цвет на черный. Вы также можете красить детали с HP® PA 12 любым нужным цветом.

Когда ждать вашу деталь

HP® PA 12 может работать в наших стандартных сроках выполнения 5-7 рабочих дней. Fast Radius может даже завершить печать за 3 рабочих дня для срочных заказов или более мелких сборок. В общем, MJF может печатать 251 кубический дюйм детали в час. Для перспективы, если объем печати HP® полностью заполнен, время сборки может быть близко к 17 часам.

Охлаждение после печати нужно учитывать, что может занимать от 3 до 50 часов. Как общее правило, более мелкие сборки и меньше порошок означают более быстрые периоды охлаждения. К счастью, HP® учел это и предоставляет вторичную станцию пост-обработки, которая может быстро охладить любую деталь за 10 часов или меньше, если нужно.

Если вы заинтересованы в вызове «правил» дизайна для создания ранее невозможных продуктов, мы рекомендуем использовать HP® PA 12. Свяжитесь с нашей командой, чтобы увидеть, как HP® PA 12 может оживить ваше продуктовое видение.

Готовы сделать ваши детали с Fast Radius?

Начните расчет стоимости