Juhend 3D -printimiseks nailoniga
Nailonfilament võimaldab vastupidavate 3D-prinditud osade valmistamist tänu tugevusele, paindlikkusele, kuumusele ja löögikindlusele, mis ületab traditsioonilisi plaste. Nende omaduste ärakasutamine esitab aga spetsiifilisi nõudeid – alates printeri uuendamisest kuni nõuetekohase ladustamise ja töötlemiseni. Nende tegurite õigeks tunnistamine avab mitmekülgse termoplastmaterjali, mis võimaldab edasijõudnud kasutajatel toota funktsionaalseid prototüüpe, robotikomponente ja lõpptarbija osi, mis konkureerivad survevalu kvaliteediga. See juhend hõlmab omadusi, rakendusi, ettevalmistust, optimaalseid printimisseadeid ja tõrkeotsingu näpunäiteid nailoniga edukaks printimiseks.
Mis on nailon 3D-printimiseks?
Nailon viitab vastupidavate polüamiidpõhiste termoplastmaterjalide perekonnale. sobib hästi vastupidavate osade printimiseks, mis taluvad aja jooksul mehaanilisi pingeid. Nailonil on suurem tugevus, kuumakindlus ja paindlikkus võrreldes laialdaselt kasutatavate 3D-printimiseks mõeldud plastidega nagu ABS ja PLA.
Nailonfilamente on kahte peamist tüüpi:
- Nailon 6 (polüamiid 6 või PA6): Kõige populaarsem variant, mis on valmistatud aminohapetega polümeriseeritud 6-süsinikulise aatomiga ahelast. Tuntud oma taskukohasuse ja võime poolest saavutada tasakaalustatud mehaaniliste omaduste komplekt.
- Nailon 12 (polüamiid 12 või PA12): Pakub veelgi suuremat paindlikkust ja löögikindlust tänu pikematele 12 süsinikuaatomist koosnevatele ahelatele polümeeri kohta.
Nailonkiud saab omaduste parandamiseks tugevdada ka teiste materjalidega:
- Süsinikkiuga tugevdatud nailon:Pakub märkimisväärset jäikuse, jäikuse ja tõmbetugevuse suurenemist haprama käitumise arvelt.
- Klaaskiuga tugevdatud nailon:Suurendab märkimisväärselt ka tugevust, säilitades samal ajal puhta nailoni loomuliku elastsuse ja paindeomadused.
Nailonist valmistatud 3D-printimise põhiomadused
Nailon eristub tavapärastest 3D-printimise plastidest tänu:
- Suurepärane vastupidavus: Suurepärane tõmbetugevus ja venivuskindlus mehaanilise kulumise ja rebenemise talumiseks aja jooksul ilma pragunemise või deformeerumiseta.
- Loomupärane paindlikkus: Elastsus on suurepärane klõpskinnitusega osade, vastupidavate hingede ja löögikindluse jaoks.
- Termiline vastupidavus: Talub üle 180 °C kuumust, võimaldades osade prototüüpide testimist realistlikes töötingimustes.
- Niiskustundlikkus: Tavalised nailonid imavad niiskust kiiresti, kuid spetsiaalsetel nailonitel, näiteks Qidi UltraPA-l, on oluliselt madalam niiskuseimavus, mis parandab nende mõõtmete stabiilsust ja mehaanilisi omadusi.
- Keemiline vastupidavus: Mõõdukas vastupidavus õlidele, määretele, lahustitele ja leelistele tagab töökindluse erinevates reaalsetes keskkondades.
- Tugevaim kihtide liimimise jõudlus: Qidi UltraPA omab paremat kihtide adhesiooni, mille tulemuseks on tugevamad trükitud osad võrreldes traditsioonilistest materjalidest, nagu ABS ja PLA, valmistatud osadega.
Tugevuse, paindlikkuse ning termilise/keemilise taluvuse tasakaalustatud kombinatsioon muudab nailonist mitmekülgse materjalivaliku, kui otsitakse vastupidavaid funktsionaalseid osi, mis taluvad reaalsetes rakendustes pinget ja lööke.
Nailoni levinumad rakendused 3D-printimisel
Nailonil on tasakaalustatud materjaliomadused, mis muudavad selle üheks mitmekülgsemaks plastiks reaalsete funktsionaalsete komponentide 3D-printimiseks erinevates tööstusharudes.
- Inseneri prototüübid ja kontseptsioonmudelid- Nailon võimaldab prototüüpe testida realistlikes keskkondades, taludes oodatavaid koormusi, lööke või termilisi tingimusi ilma enneaegse purunemiseta.See annab enne metallvormidesse investeerimist disaini suhtes kindlustunde.
- Väikese mahuga lõpptootmise osad - Mitte-kriitiliste komponentide, näiteks rihmarataste, hammasrataste ja käepidemete puhul pakub nailon survevaluvormile sarnast vastupidavust, vältides samal ajal suuri vormimiskulusid. Väsimus- ja kulumiskindlus muudab selle ideaalseks pideva liikumise ja hõõrdumisega komponentide jaoks.
- Robootika komponendid- Nailonist valmistatud painduvus võimaldab trükitud robotiosadel, nagu šassii, käed ja alused, arendusprotsessi käigus tekkivatele kokkupõrgetele ja kokkupõrgetele usaldusväärselt vastu pidada. See hõlbustab kiiret disaini iteratsiooni.
- Autode sisustus ja mittekriitilised osad- Suurepärane kuumakindlus sobib nailonist selliste komponentide asendamiseks nagu salongi viimistlusdetailid, kanalid ja ventilatsioonisüsteemi osad, mis peavad aastatepikkuse kasutuse jooksul päikese käes hästi vastu pidama.
Alates varajaste prototüüpide loomisest kuni lõpptarbijakomponentideni võimaldab nailon iteratiivset disaini ja samal ajal ka tootmiskasutust olukordades, kus tugevus ja keskkonnakindlus on absoluutse täpsuse asemel olulisemad.
Kuidas valmistuda nailoniga printimiseks
Nailonfilamendi, trükipinna ja printeri nõuetekohane ettevalmistamine määrab printimise edukuse ja peavalude tekkimise. Peamised sammud on järgmised:
1. Nailonfilamendi säilitamine
Kuna nailonpolümeer imab aja jooksul õhust kergesti niiskustKasutamata filamenti tuleks enneaegse lagunemise vältimiseks ettevaatlikult säilitada:
- Sulgege poolid õhukindlatesse kottidesse või prügikastidesse rohkete kuivatusainepakkidega niiskuse aktiivseks imamiseks
- Pikaajaliseks ladustamiseks, mis kestab kuid, Vaakumkotid on kõige usaldusväärsem kaitsemeetod
- Kui niit puutub kokku õhuga, kasutage seda kiiremini, selle asemel, et alles hoida tundmatu ajalooga poolid.
- Kaaluge kaubanduslike filamentkuivatite kasutamist näiteks Qidi filamentkuivati kast, mis mitte ainult ei paku põhjalikku tolmu- ja niiskuskindlat tihendust, et hoida filamenti kuivana ja pikendada selle eluiga, vaid on ka ühilduv enamiku turul saadaolevate 3D-printimise filamentide kaubamärkidega.
2. Hõõgniidi kuivatamine enne printimist
Hõõgniit mis on imanud ümbritsevat niiskust, põhjustab lugematuid trükidefekte alates immitsemisest/nöörimisest kuni kosmeetiliste probleemide ja tõsiselt nõrgenenud mehaaniliste omadusteni. Tõhusad kuivatamismeetodid enne trükkimist lisage:
- Ahju kuivatamine poolihoidikul 50–60 °C juures 4–8 tundi nailonist valmistatud
- Enne printerisse laadimist laske filamendil täielikult jahtuda, et vältida ummistusi.
3. Printeri modifikatsioonid
Nailonmaterjalide termiliste vajaduste nõuetekohaseks rahuldamiseks ja detailide deformeerumise vältimiseks on soovitatav teha printeris mõned kohandused:
- Paigaldage täismetallist kuumpea, mis suudab usaldusväärselt kuumutada 260–280 °C düüsi temperatuurid puhta ekstrusiooni jaoks
- Uuendage soojendusega trükivoodile ajavahemikus 60–100 °C esimese kihi nakkuvuse toetamiseks
- Ehitage trükiala ümber isoleeritud kamber, et hoida kambri temperatuuri väiksema õhuvoolu katkestusega.
Kuumutatud voodi ja kambri kombineerimine täiendavate pinnatöötlustega, näiteks liimide või suspensioonidega, tagab suurepärase esimese kihi kleepumise printimiseks.
Nailonprintimise seaded
Prindiseadete nõuetekohane konfigureerimine on nailonist tulenevate omaduste ärakasutamiseks tugevate ja funktsionaalsete trükitud osade loomisel ülioluline. Järgmised soovitused pakuvad kvaliteedile ja usaldusväärsusele keskenduvaid juhiseid.
1.Düüsi ja kihi temperatuurid
- Otsik: 250–320 °C Hoiab ära ummistuste tekkimise ja parandab kihtide nakkumist. Optimaalne temperatuur sõltub trükikiirusest.
- Voodi: 80–110 °C toetab haardumist. Tavalised nailonid nakkuvad madalamal temperatuuril. Lisandid vajavad kõrgemat temperatuuri, mis läheneb 100°C.
2. Printimiskiirus
- Parima täpsuse ja välimuse saavutamiseks vähendage liikumiskiirust 40–60 mm/s-ni. Kiirem jahutamine võib põhjustada deformatsioone.
- Madalamad, umbes 40 mm/s printimiskiirused parandavad oluliselt vahekihtide adhesioonitugevust.
3. Kihi kõrgus
- 1–0,2 mm kõrgeima eraldusvõime saavutamiseks standardsete nailonlindidega
- Süsinik/klaaskiuga tugevdatud segud suudavad usaldusväärselt printida 0,3 mm kihikõrgustega.
4. Voodi adhesioonimeetodid
Lisaks soojendusega voodile võivad esimese kihi nakkumist parandada ka muud abivahendid:
- Kergelt lihvitud PEI-lehed sobivad hästi nailoni kleepimiseks.
- Prinditavale pinnale õhukese kihina lahjendatud PVA/puiduliimi
- ABS-filament lahustatakse atsetoonis ja kantakse seejärel aluspinnale
5. Ruumi temperatuur
- Säilita 60–65 °C sisetemperatuur minimaalse jahutuskõikumise tagamiseks
- Kasutage termopaari kambri temperatuuri aktiivseks jälgimiseks
- Isolatsioonipaneelid hoiavad ära drastilised õhutemperatuuri kõikumised
6. Väändumise ja kihistumise vältimine
Defektide minimeerimiseks on oluline järkjärguline ja järjepidev jahutamine:
- Enne avamist laske korpusel aeglaselt toatemperatuurini jahtuda
- Vältige jahutusventilaatorite suunamist kihtidele esialgsete läbimiste ajal.
- Pärast prinditud osade eemaldamist kaaluge kuumutamist ahjus.
Nende prindisätete optimeerimine nõuab rohkem tähelepanu kui rutiinne PLA või ABS töökohti, aga see moodustab aluse nailoni muljetavaldava tugevuse ja termilise käitumise muutmiseks vastupidavateks komponentideks. Õigesti valitud nailon pakub trükitud detailide järjepidevuse ja töökindluse hüpet, mis on suurenenud seadistuspingutuste väärt.
Nailonprintide järeltöötlus
Kuigi nailonist prindid avaldavad muljet kohe pärast printimist, võib täiendav järeltöötlus parandada esteetikat, omadusi ja tajutavat kvaliteeti. Kasutage neid tehnikaid vastavalt oma rakendusele.
1. Jahutamine ja trükiplaadilt eemaldamine
Enne eemaldamist laske prinditud piltidel jahtuda temperatuurini 60 °C või alla selle. Olge ettevaatlik, kuna jääksoojus võib järsu käsitsemise korral muuta osad pragunemisele vastuvõtlikumaks.
2. Toe eemaldamine
Käärid aitavad eemaldada kergemini tugistruktuure. Lahustuvad PVA-toed toimivad tõhusalt ka nailoniga.
3. Pindade lihvimine ja silumine
Nailon reageerib hästi auruga silumisele või lihvimisele/poleerimisele, saavutades läikiva välimuse, mis konkureerib survevalu osadega.
4. Nailonprintide värvimine või värvimine
Ilma lisanditeta imavad nailonid värvi ja värvaineid hästi, kui neid korralikult pesta ja ette valmistada. Krundid suurendavad ka värvi nakkuvust.
5. Keemiline lahustiga silumine
Keemilised vannid D-limoneeni lahuses silu prinditud pind kenasti siledaks, Siiski lahustub nailon palju aeglasemalt kui teised materjalid, näiteks ABS, seega on vaja pikemat kokkupuuteaega. Nõuetekohased ohutusmeetmed on kohustuslikud.
Järeltöötlus pakub veel ühe võimaluse nailonist prinditud toodete kohandamiseks, et saavutada ideaalne välimus ja tulemuslikkuse eesmärgid. Kasutage viimistlustehnikate puhul ära nailoni vormitavust.
Nailonist 3D-printimisega seotud levinud probleemide tõrkeotsing
Järgige neid nõuandeid tavaliste nailonist printimisega seotud probleemide lahendamiseks:
- Väändumine ja aluspinna adhesioonivead: Suurendage kuumutatud aluse temperatuuri, vähendage printimiskiirust ja proovige täiendavaid nakkuvuse parandajaid, näiteks liime või suspensioone. Sulgege printer, et vältida jahutustuule tekkimist. Lisaks on paljud täiustatud 3D-printerite kaubamärgid, näiteks QIDI TECH, spetsiaalselt deformatsiooni probleemi lahendamiseks võtnud kasutusele... aktiivsed kambriküttesüsteemid.
- Pihkumine ja nöörimine: Lekkeprobleemide vältimiseks vähendage tagasitõmbumiskaugust 4–6 mm-ni ja minimaalset kihimisaega 10–15 sekundini. Kontrollige, et filament oleks täiesti kuiv.
- Niiskusega seotud probleemid: Kui te ei prindi, kuivatage filamenti uuesti ja hoidke seda kuivatusainega suletuna. Kui õhuniiskus on pidevalt kõrge, kasutage filamendikuivatit. Kaaluge niiskuskindlamat filamendisegu.
- Temperatuuri kõikumised: PID-häälestage kuumendureid pärast uuendamist. Veenduge, et termopaarid puutuvad kindlalt kokku kuumendudega. Parandage korpuse isolatsiooni, kui temperatuur muutub.
- Mehaanilised rikked: Suurenda täitetihedust või kasuta süsinik/klaaskiuga tugevdatud nailonkomposiiti lisatugevuse saavutamiseks. Optimeeri detailide orientatsiooni aluspinnal, et jõud nutikamalt jaotada.
Järgige kõiki asjakohaseid kasutusjuhiseid, sh ventilatsiooninõudeid ja jäätmekäitluse protseduure.
Lõppmõtted
Nailonil on muljetavaldav tugevus, paindlikkus, kuumakindlus ja pinnaviimistlus, mis võimaldavad 3D-printida vastupidavaid reaalseid osi, mis konkureerivad survevaluvormimisega. Nende eeliste ärakasutamise eelduseks on aga niiskuse kontroll, printerite uuendamine, häälestatud printimisseaded ja järeltöötlustehnikad. Kui järgitakse täpseid protokolle, saavad kasutajad erinevates tööstusharudes ära kasutada nailoni potentsiaali kauakestvate funktsionaalsete prototüüpide, robootikakomponentide ja mehaanilise kulumisega kokkupuutuvate lõpptootmisdetailide jaoks. Materjalide ja printerite võimaluste edasiarenedes kasvab nailoni kättesaadavus ja mõju kogu tootmises jätkuvalt.
