Nylon (aka pólýamíð PA) er sterkt verkfræðiplast og mikið notað fjölliða í aukefnaframleiðslu, þekkt fyrir viðnám gegn hita, núningi, núningi og efnum. Hálfkristallað örbygging nylons veitir frábært hlutfall stífleika og sveigjanleika og hægt er að sameina það eða auka með öðrum efnum til að bæta frammistöðu þess og eiginleika. Hægt er að nota þrívíddarprentaða nylonhluta á ýmsum sviðum, allt frá vefnaðarvöru til læknisfræðilegra stoðtækja til geimferðahluta.
Efnisyfirlit
SkiptaFramleiðsla og einkenni nylon
Nylon kom fyrst fram árið 1935 sem nylon 6.6. Það var þróað af Wallace Carothers, sem síðar starfaði hjá DuPont. Fyrsta nælonefnið fékk einkaleyfi árið 1937 og markaðssett árið 1938 og er enn eitt mest notaða plastefnið í dag. Nylon er aðallega notað í textíliðnaði fyrir sveigjanleika og endingu. Það var fyrst notað í framleiðslu á kvensokkum árið 1940. Einn af áhugaverðustu eiginleikum þessa efnis, jafnvel í þrívíddarprentun, er sveigjanleiki þess. Nylon 3 var hins vegar upphaflega framleitt af Paul Schlack í IG Farben rannsóknarstofunni og fékk einkaleyfi árið 6. Allar aðrar tegundir af nylon komu síðar.
Auk þeirra sem þegar hafa verið nefndir eru tvær tegundir af nylon sem eru mikið notaðar í iðnaði: PA11 og PA12. Athyglisvert er að þeir eru ekki aðeins aðgreindir með einu kolefnisatómi, heldur hafa þeir einnig mjög mismunandi uppruna. PA11 er unnið úr laxerolíu, náttúrulegri endurnýjanlegri auðlind, en PA12 er úr jarðolíu. Mikil umræða er um uppruna nylons og áhrif þess á umhverfið. Ef það er tiltækt myndu notendur velja PA11 fram yfir PA12 vegna góðra eiginleika þess fyrir hluti sem snerta húð. En það verður að segjast að jafnvel PA11 er ekki alveg umhverfisvænt þar sem það er yfirleitt hvergi hægt að endurvinna það svo því er hent eins og öðrum plasttegundum. Þegar kemur að þrívíddarprentun er mikilvægt að hafa í huga að nælon í duftformi er hægt að endurnýta fyrir margar prentanir. Einkum er vitað að HP Multi Jet Fusion ferlið notar pólýamíð eins og PA3 og PA12 og hefur hærra notkunarhlutfall miðað við SLS tækni.
kostur
- sterkur og að hluta til sveigjanlegur
- mikil höggþol
- Engin vond lykt við prentun
- Gott slitþol
Galli
- Auðvelt að vinda
- Þarftu loftþétta geymslu til að koma í veg fyrir frásog vatns
- Óviðeigandi þurrkun birgða getur valdið prentgöllum
- Hentar ekki fyrir blautt umhverfi
Af hverju að nota nylon sem þrívíddarprentunarefni?
Tilvalið fyrir frumgerð og hagnýta hluta eins og gíra og verkfæri, nælon er hægt að styrkja með kolefni eða glertrefjum fyrir styrkleika, sem leiðir til léttra hluta með framúrskarandi vélrænni eiginleika. Hins vegar er nylon ekki sérstaklega stíft miðað við ABS. Þess vegna, ef hluti þinn krefst stífni, verður þú að íhuga að nota viðbótarefni til að styrkja hluta þinn.
Nylon hefur hátt hlutfall stífleika og sveigjanleika. Þetta þýðir að þegar þú prentar þunna veggi verður hluti þinn sveigjanlegur og þegar þú prentar þykka veggi verður hluti þinn stífur. Þetta er tilvalið til að framleiða íhluti eins og lifandi lamir með stífum hlutum og sveigjanlegum liðum.
Þar sem hlutar prentaðir með nylon hafa venjulega góða yfirborðsáferð, þarf minni eftirvinnslu.
Samsett með duft rúm tækni eins og SLS og Multi Jet Fusion, nylon 3D prentun hægt að nota til að búa til hreyfanlega og samtengda hluta. Þetta útilokar þörfina á að setja saman sérprentaða íhluti og gerir mjög flókna hluti kleift að framleiða mun hraðar.
3D prentað nylon efni
Nylon er fáanlegt í duft- eða filamentformi, hentugur fyrir þrívíddarprentunartækni eins og SLS, Multi Jet Fusion eða FDM. Nylon er flokkað eftir efnasamsetningu þess, sérstaklega fjölda kolefnisatóma sem það inniheldur - þær þekktustu á 3D prentunarmarkaði eru án efa PA3 og PA12, og PA11 fyrir FDM. Nylon þráður krefst venjulega útpressunarhitastigs nálægt 6°C, en vegna efnasamsetningar þess leyfa ákveðnar tegundir af nylon þrívíddarprentun við hitastig allt að 250°C. Margir þrívíddarprentarar innihalda ekki hotends sem geta örugglega náð 3 ºC, þannig að þessar lægri hitaútgáfur gætu verið gagnlegar og það gæti ekki verið nauðsynlegt að uppfæra hotendinn. Stór áskorun með nælonþræði er að þau eru rakasjáanleg, sem þýðir að þau gleypa auðveldlega raka úr umhverfi sínu. Eftir prentun nælon gleypir raka, mun það valda nokkrum prentgæðavandamálum, þannig að geymsla rekstrarvara verður mjög mikilvæg og krefst sérstakrar athygli.
Fyrir duftformað nylon er algengasta nylonið PA12. Það er vinsælt fyrir mjög mikla vélræna og varma eiginleika: það er mjög hart, sterkt jafnvel við mjög lágt hitastig, streituþolið og hefur lítið rakainnihald. Ennfremur er auðvelt í eftirvinnslu (málningu, litarefni osfrv.). PA11 er einnig fáanlegt í duftformi og deilir mörgum af sömu eiginleikum og PA12, en hefur nokkra mikilvæga mun. Það hefur góðan hitastöðugleika, ljósþol og UV viðnám og góða mýkt. Hlutar prentaðir með PA11 eru einnig endingarbetri, sem gerir það að kjörnu efni til að framleiða hagnýtar frumgerðir eða lokahluta með mikilvæga vélræna eiginleika. En það er athyglisvert að PA11 gleypir meira vatn en PA12.
Notkun nylon í þrívíddarprentun
Sveigjanleiki og styrkur nylon gerir það tilvalið fyrir bílahluti, svo sem að búa til hluta sem standast núning og aflögun. Það er einnig notað til að búa til gír, lamir og í staðinn fyrir sumt plast sem notað er í sprautumótun. Auk þess er það lífsamhæft, sem þýðir að það gæti verið notað til að búa til stoðtæki og aðra hluta sem komast í snertingu við húðina. Einnig er hægt að nota nælonhluti í flugvélar: til dæmis sýndi bandaríska fyrirtækið Metro Aerospace nýlega þrívíddarprentuð glerfyllt nælon örblöð sem eru hönnuð til að draga úr dragi. Með þessu þrívíddarprentunarferli gat Metro Aerospace tryggt samkvæmni í flugflokkum sínum, sem gerði það auðveldara að fá samþykki FAA. . Það er líka auðvelt að mála það til að fá enn meira aðlaðandi útlit.
Nylon- og pólýamíð-undirstaða samsett efni henta best til notkunar með þrívíddarprentunaraðferðum í duftrúmi eins og sértækri leysir sintrun (SLS) og multi-jet fusion (MJF), og það eru margar mismunandi gerðir á markaðnum. Nælonefnið er einnig fáanlegt í filamentformi til notkunar í FDM 3D prentara. Hins vegar getur verið erfiðara að nota nylon þráða í FDM vegna hás prentunarhitastigs og skekkjuvandamála.
SLS
Nylon duft er mikið notað í SLS prentunarferlinu, þar sem pólýamíð 11 (PA11) og pólýamíð 12 (PA12) eru tvö algengustu pólýamíðin. PA11 hefur framúrskarandi UV og höggþol, en PA12 hefur meiri styrk og stífleika. Það eru líka ýmis samsett efni, svo sem gler, koltrefjar og álstyrkt pólýamíð, sem geta veitt meiri vélrænni eiginleika. Eins og er er SLS áreiðanlegasta tæknin fyrir nælon þrívíddarprentun, þó Multi Jet Fusion tæknin bjóði upp á meiri hraða og betri víddarnákvæmni.
Multi Jet Fusion
Multi Jet Fusion tækni HP styður úrval af nylon 3D prentunarefnum, þ.e. PA11, PA12 og HP 3D High Reusability PA 12 glerperlur (40% glerperlur fyllt pólýamíð efni). Nælonduft MJF er mjög endurnýtanlegt, þar sem umframduft (allt að 70%) er hægt að endurvinna og setja aftur í prentunarferlið án þess að skerða vélræna eiginleika hlutans.
Sameinuð deposition líkan
Þó að hægt sé að nota FDM til að þrívíddarprenta nylon, krefst nylon hærra prenthitastig en margir FDM extruders geta séð. Í samanburði við SLS og MJF eru FDM nælonþræðir ekki mikið notaðir í iðnaði, en samt eru nokkrir FDM 3D prentarar á markaðnum sem eru fínstilltir fyrir þetta notkunartilvik. Til dæmis, Markforged býður upp á eigin Onyx efni. Onyx, ylon- og örkolefnistrefjasamsetning sem framleiðir sterka, hitaþolna hluta sem henta til lokanotkunar, er sagður vera 3 sinnum sterkari og stífari en ABS hlutar.
Varúðarráðstafanir fyrir þrívíddarprentun nylonhluta
fjölþotusamruni
HP Multi Jet Fusion (MJF) tækni prentar hratt, fangar flóknari smáatriði í hönnun og skilar mikilli víddarnákvæmni. Meðan á þessu ferli stendur dreifir MJF prentaranum lagi af dufti á byggingarpallinn. Efnaflæði er síðan úðað ofan á hvert nýtt lag af dufti til að hjálpa duftinu að gleypa orku innrauðs ljóss prentarans og mynda lokahlutann.
Það eru nokkur lykilatriði varðandi 3D prentun nylon með MJF:
- Þú verður að hanna hlutann með veggþykkt að minnsta kosti 1 mm. Hins vegar, ef þú ert að hanna lifandi löm, ætti lágmarksveggþykktin að vera 0.3 mm.
- Lágmarksþykkt veggsins og lágmarksfjarlægð milli tveggja eiginleika (einnig þekkt sem rásbil) ætti að vera 0.762 mm.
- Þú ættir alltaf að hafa flóttagöt í hönnunina þína til að fjarlægja nylonduft eftir prentun.
Einnig, þegar þú notar nælon fyrir framleiðsluferli fyrir aukefni í duftrúmi, vertu viss um að hönnunin þín innihaldi nóg pláss á milli eiginleika og forðastu að hanna stóra eða flata hluta. Ef þú gerir það ekki, mun lokahlutinn þinn hafa tilhneigingu til að skekkjast.
Sameinuð deposition líkan
Þó að nælon- og nælon-undirstaða samsett efni henti best fyrir aukefnaframleiðsluferla eins og MJF og sértæka leysisintrun (SLS), þá geturðu líka þrívíddarprentað nælon með því að nota sameinað útfellingarlíkan (FDM). Með FDM eru nylonþræðir brætt og bráðna efnið er pressað í gegnum stút á pall. Hlutinn er síðan byggður lag fyrir lag.
Þegar 3D prentun nylon filament, hafðu í huga:
- Ólíkt MJF gætirðu þurft að hafa stuðningsmannvirki í hönnun þinni.
- Hægt er að lágmarka vindingu með því að forhita pallinn, slökkva á kæliviftum prentarans eða nota prentara með upphituðu hólfi eða girðingu.
- Prentarinn þinn þarf að vera með heitan enda úr málmi sem þolir hitastig yfir 250°C og rúm sem getur farið upp í 65°C.
Auk þess gleypir nylon mikinn raka úr loftinu sem getur leitt til lélegrar viðloðun milli laga, gróft yfirborð, smásjárgöt og loftbólur. Gera verður sérstakar ráðstafanir til að halda nælonefninu lausu við raka til að forðast þessi vandamál.
3D prentaðir nylon hlutar frá AN-Prototype
Með því að hafa þessar ráðleggingar og hönnunarsjónarmið í huga getur það hjálpað þér að búa til hagnýta þrívíddarprentaða nylonhluta. Ef þú ætlar að nota nylon fyrir næsta þrívíddarprentunarverkefni skaltu íhuga að vinna með reyndum framleiðanda til að einfalda og flýta ferlinu og tryggja bestu mögulegu niðurstöðurnar.
Þegar þú vinnur með AN-frumgerð mun teymi hönnunarsérfræðinga okkar tryggja að hönnun þín sé fínstillt fyrir framleiðslu og prentun hluta þinna með því að nota nýjustu aukefnistækni. Tilbúnir til að þrívíddarprenta hágæða nylonhluta á fljótlegan og hagkvæman hátt, hafðu samband við okkur í dag.