Vejledning til 3D -udskrivning med nylon

Nylonfilament muliggør holdbare 3D-printede dele takket være styrke, fleksibilitet, varme- og slagfasthed, der overgår traditionelle plasttyper. Udnyttelsen af disse egenskaber stiller dog specifikke krav - fra printeropgraderinger til korrekt opbevaring og forarbejdning. Ved at få styr på disse faktorer, kan man opnå en alsidig termoplast, der giver avancerede brugere mulighed for at producere funktionelle prototyper, robotkomponenter og slutbrugerdele, der konkurrerer med sprøjtestøbningskvalitet. Denne vejledning dækker egenskaber, anvendelser, forberedelse, optimale printindstillinger og fejlfindingstips til vellykket printning med nylon.

Hvad er nylon til 3D-printning?

Nylon refererer til en familie af robuste polyamidbaserede termoplastiske materialer Velegnet til printning af holdbare dele, der kan modstå mekaniske belastninger over tid. Nylon har højere styrke, varmebestandighed og fleksibilitet sammenlignet med udbredte 3D-printplasttyper som ABS og PLA.

Der er to hovedtyper af nylonfilamenter:

• Nylon 6 (polyamid 6 eller PA6): Den mest populære mulighed, fremstillet af en 6-kulstofatomkæde polymeriseret med aminosyrer. Kendt for overkommelige priser og evne til at opnå et afbalanceret sæt mekaniske egenskaber.
• Nylon 12 (polyamid 12 eller PA12): Giver endnu mere fleksibilitet og slagfasthed takket være dens længere 12-kulstofatomkæder pr. polymer.

Nylonfilamenter kan også forstærkes med andre materialer for forbedrede egenskaber:

• Kulfiberforstærket nylon:Tilbyder betydelige stigninger i stivhed, stivhed og trækstyrke på bekostning af mere sprød adfærd.
• Glasfiberforstærket nylon:Øger også styrken markant, samtidig med at den bevarer mere af ren nylons naturlige duktilitet og bøjningsegenskaber.

Nylons vigtigste egenskaber til 3D-printning

Nylon adskiller sig fra konventionel 3D-printplast takket være:

• Overlegen holdbarhed: Fremragende trækstyrke og forlængelsesmodstand for at modstå mekanisk slitage over tid uden at revne eller deformere.
• Iboende fleksibilitet: Elasticitet er fremragende til klikfastgørelsesdele, robuste, levende hængsler og slagfasthed.
• Termisk udholdenhed: Tåler varme temperaturer på over 180 °C, hvilket muliggør test af delprototyper under realistiske driftsforhold.
• Fugtighedsresponsivitet: Standardnyloner absorberer fugtighed hurtigt, men specialiserede nyloner som Qidi UltraPA har en betydeligt lavere fugtabsorptionshastighed, hvilket forbedrer deres dimensionsstabilitet og mekaniske egenskaber.
• Kemisk resistens: Har moderat modstandsdygtighed over for olier, fedtstoffer, opløsningsmidler og alkalier for pålidelighed i forskellige virkelige miljøer.
• Stærkeste lagbindingsevne: Qidi UltraPA udviser forbedret lagvedhæftning, hvilket resulterer i stærkere trykte dele sammenlignet med dem, der er lavet med traditionelle materialer som ABS og PLA.

Den afbalancerede kombination af styrke, fleksibilitet og termisk/kemisk håndtering gør nylon til et alsidigt materialevalg, når man sigter mod robuste, funktionelle dele, der er i stand til at modstå belastninger og stød i virkelige applikationer.

Almindelige anvendelser af nylon i 3D-printning

Nylons afbalancerede materialeegenskaber gør det til en af de mest alsidige plasttyper til 3D-printning af funktionelle komponenter i den virkelige verden på tværs af brancher.

• Ingeniørprototyper og konceptmodeller- Nylon gør det muligt at teste prototyper i realistiske miljøer, hvor de udsættes for forventede belastninger, stød eller termiske forhold uden for tidlig brud.Dette giver tillid til designet, før man investerer i metalforme.
• Lavvolumen slutproduktionsdele - Til ikke-kritiske komponenter som remskiver, gear og håndtag tilbyder nylon sprøjtestøbningslignende holdbarhed, samtidig med at den undgår høje støbeomkostninger. Modstandsdygtighed over for træthed og slid gør den ideel til komponenter, der oplever konstant bevægelse og friktion.
• Robotkomponenter- Nylonens fleksibilitet gør det muligt for printede robotdele som chassis, arme og beslag at modstå styrt og kollisioner under udvikling. Dette muliggør hurtig designiteration.
• Bilinteriør og ikke-kritiske dele- Fremragende varmeældningsbestandighed, der er egnet til udskiftning af nylonkomponenter som indvendige beklædningsdele, kanaler og ventilationssystemer, der skal kunne modstå solens stråler i mange år.

Fra tidlig prototypefremstilling til slutbrug af komponenter muliggør nylon iterativt design, samtidig med at det muliggør produktionsbrug, når styrke plus miljømæssig modstandsdygtighed værdsættes over absolut præcision.

Sådan forbereder du dig på at printe med nylon

Korrekt forberedelse af nylonfilament, printpladens overflade og din printer vil afgøre, om udskrivningen bliver succesfuld eller uheldig. De vigtigste trin inkluderer:

1. Opbevaring af nylonfilament

Da nylonpolymer let absorberer fugt fra luften over tid, ubrugt filament bør opbevares omhyggeligt for at forhindre for tidlig nedbrydning:

• Forsegl spolerne i lufttætte poser eller beholdere med masser af tørremiddelpakker til aktivt at absorbere fugtighed
• Til langtidsopbevaring i flere måneder, Vakuumposer er den mest pålidelige beskyttelsesmetode
• Hvis filamentet udsættes for luft, skal det bruges hurtigere i stedet for at gemme spoler med ukendt historik.
• Overvej at bruge kommercielle filamenttørrerbokse såsom den Qidi filament tørretumblerboks, som ikke blot giver omfattende støvtæt og fugttæt forsegling for at opretholde filamentets tørhed og forlænge levetiden, men også er kompatibel med de fleste mærker af 3D-printfilament, der findes på markedet.

2. Tørring af filament før udskrivning

Filament der har absorberet omgivende fugt, forårsager utallige trykfejl, lige fra sive/strenge til kosmetiske problemer og alvorligt svækkede mekaniske egenskaber. Effektive tørremetoder før trykning skal du inkludere:

• Ovntørring på en spoleholder kl. 50-60°C i 4-8 timer baseret på nylontype
• Lad filamentet køle helt af, før det lægges i printeren, for at forhindre papirstop.

3. Printerændringer

For korrekt at håndtere nylons termiske behov og forhindre vridning af delene anbefales nogle printerjusteringer:

• Installer en hotend i metal, der pålideligt kan opvarme til 260-280°C dysetemperaturer for ren ekstrudering
• Opgrader til en opvarmet printbænk mellem 60-100°C for at understøtte vedhæftning af det første lag
• Byg et isoleret kabinet omkring printområdet for at opretholde kammertemperaturen med mindre forstyrrelse af luftstrømmen

Kombinationen af en opvarmet seng plus et kammer med yderligere overfladebehandlinger som lim eller opslæmninger muliggør fremragende vedhæftning til print i det første lag.

Indstillinger for nylontryk

Korrekt konfiguration af printindstillinger er afgørende for at udnytte nylons materialeegenskaber til stærke, funktionelle printede dele. De følgende anbefalinger giver retningslinjer med fokus på kvalitet og pålidelighed.

1.Dyse- og sengtemperaturer

• Dyse: 250-320°C forhindrer tilstopninger og forbedrer lagbinding. Optimal temperatur afhænger af printhastigheden.
• Seng: 80-110°C understøtter vedhæftning. Standard nyloner binder i det lavere område. Tilsætningsstoffer kræver højere temperaturer, der nærmer sig 100°C.

2. Udskrivningshastighed

• Reducer bevægelseshastigheden til 40-60 mm/s for at opnå den bedste nøjagtighed og det bedste udseende. Hurtigere afkøling kan forårsage vridninger.
• Langsommere printhastigheder på omkring 40 mm/s forbedrer vedhæftningsstyrken mellem lagene betydeligt.

3. Laghøjde

• 1-0,2 mm for den højeste opløsning med standard nylontråde
• Kulstof-/glasforstærkede blandinger kan pålideligt printe ved laghøjder på 0,3 mm.

4. Metoder til sengeadhæsion

Sammen med en opvarmet seng kan yderligere hjælpemidler forbedre vedhæftningen af det første lag:

• Let slebne PEI-ark fungerer godt til nylonlimning
• Fortyndet PVA/trælim tyndt påført trykfladen
• ABS-filament opløst i acetone og derefter påført på lejet

5. Indkapslingstemperatur

• Opretholde 60-65°C indetemperatur for minimal kølevariation
• Brug et termoelement til aktivt at overvåge kammertemperaturen
• Isoleringspaneler forhindrer drastiske udsving i lufttemperaturen

6. Forebyggelse af vridninger og delaminering

Gradvis, ensartet afkøling er afgørende for at minimere defekter:

• Lad kabinettet langsomt køle af til stuetemperatur, før det åbnes
• Undgå at rette køleventilatorer mod lagene under de første gennemløb
• Overvej udglødning i en temperaturovn efter fjernelse af trykket

Optimering af disse udskriftsindstillinger kræver mere opmærksomhed end rutinemæssig PLA eller ABS job, danner dog grundlaget for at omdanne nylons imponerende styrke og termiske egenskaber til holdbare komponenter. Når nylon justeres korrekt, tilbyder det et spring i ensartethed og pålidelighed af de trykte dele, hvilket er den øgede opsætningsindsats værd.

Efterbehandling af nylontryk

Selvom nylontryk imponerer umiddelbart efter trykning, kan yderligere efterbehandling forbedre æstetik, egenskaber og opfattet kvalitet. Brug disse teknikker efter behov til din anvendelse.

1. Afkøling og fjernelse fra printpladen

Lad udskrifterne køle af til 60 °C eller derunder, før de fjernes. Vær forsigtig, da restvarme kan gøre dele mere tilbøjelige til at revne, hvis de håndteres hårdhændet.

2. Fjernelse af støtte

Klippetang fjerner lettere støttestrukturer. Opløselige PVA-støtter fungerer også effektivt med nylon.

3. Slibning og udglatning af overflader

Nylon reagerer godt på dampudglatning eller slibning/polering for et blankt udseende, der konkurrerer med sprøjtestøbte dele.

4. Maling eller farvning af nylontryk

Uden tilsætningsstoffer har nyloner en tendens til at tåle maling og farvestoffer godt, hvis de vaskes og forberedes ordentligt først. Primere øger også malingens vedhæftning.

5. Udjævning med kemisk opløsningsmiddel

Kemiske bade i D-limonenopløsning glat den trykte overflade pænt ud, Nylon opløses dog meget langsommere end andre materialer som ABS, så længere eksponeringstider er nødvendige. Ordentlig sikkerhedsforanstaltninger er obligatoriske.

Efterbehandling giver endnu en mulighed for at tilpasse nylontryk for at opnå dine ideelle udseende- og ydeevnemål. Udnyt nylons formbarhed, når det kommer til efterbehandlingsteknikker.

Fejlfinding af almindelige problemer med 3D-printning af nylon

Følg disse råd for at løse almindelige udfordringer med nylonprint:

• Vridning og fejl i lejeadhæsion: Øg temperaturen på den varme leje, sænk printhastigheden, og prøv yderligere klæbemidler som lim eller slam. Luk printeren ind for at forhindre køletræk. Derudover har mange avancerede 3D-printermærker som QIDI TECH taget i brug specifikt for at løse problemet med vridning. aktive kammervarmesystemer.
• Oozing & Stringing: Reducer tilbagetrækningsafstandene til 4-6 mm og minimum lagtider til 10-15 sekunder for at modvirke problemer med væskning. Kontroller, at filamentet er helt tørt.
• Fugtrelaterede problemer: Tør filamentet igen, og opbevar det forseglet med tørremiddel, når det ikke udskrives. Brug en filamenttørrer, hvis den omgivende luftfugtighed er konstant høj. Overvej en mere fugtbestandig filamentblanding.
• Temperaturudsving: PID-justering af hotends efter opgraderinger. Kontroller, at termoelementerne har fast kontakt med hotends. Forbedr kabinetisoleringen, hvis temperaturerne ændrer sig.
• Mekaniske fejl: Øg fyldningstætheden eller brug en kulstof-/glasforstærket nylonkomposit for ekstra styrke. Optimer delenes orientering på lejet for at fordele kræfterne smartere.

Følg alle relevante brugsretningslinjer, herunder ventilationskrav og affaldshåndteringsprocedurer.

Afsluttende tanker

Nylons imponerende styrke, fleksibilitet, varmebestandighed og overfladefinish muliggør 3D-printning af holdbare dele fra den virkelige verden, der konkurrerer med sprøjtestøbning. Fugtkontrol, printeropgraderinger, justerede printindstillinger og efterbehandlingsteknikker er dog forudsætninger for at udnytte disse fordele. Når omhyggelige protokoller følges, kan brugere på tværs af brancher udnytte nylons potentiale til langtidsholdbare funktionelle prototyper, robotkomponenter og slutproduktionsdele, der oplever mekanisk slid. Efterhånden som materialeformuleringer og printerkapaciteter udvikles yderligere, vil nylons tilgængelighed og indflydelse fortsætte med at stige på tværs af produktionsindustrien.

Læs mere

• QIDI Nye Filamenter
• Guide til 3D-printmaterialer: Innovér din produktion
• FDM 3D-printning: Sådan fungerer det, anvendelser og fremtid