Útmutató a 3D nyomtatáshoz nejlonnal

A nejlon filament tartós 3D nyomtatott alkatrészeket tesz lehetővé a hagyományos műanyagokat meghaladó szilárdságának, rugalmasságának, hő- és ütésállóságának köszönhetően. Ezen tulajdonságok kihasználása azonban speciális követelményeket támaszt – a nyomtatók frissítéseitől a megfelelő tárolásig és feldolgozásig. Ezen tényezők megfelelő alkalmazása lehetővé teszi egy sokoldalú hőre lágyuló műanyag felszabadítását, amely lehetővé teszi a haladó felhasználók számára, hogy funkcionális prototípusokat, robotalkatrészeket és végfelhasználási alkatrészeket állítsanak elő, amelyek a fröccsöntési minőséggel vetekednek. Ez az útmutató a tulajdonságokat, az alkalmazásokat, az előkészítést, az optimális nyomtatási beállításokat és a hibaelhárítási tippeket ismerteti a nejlonnal történő sikeres nyomtatáshoz.

Mire jó a nejlon 3D nyomtatáshoz?

A nejlon a poliamid alapú, strapabíró, hőre lágyuló anyagok családjára utal. kiválóan alkalmas tartós alkatrészek nyomtatására, amelyek képesek ellenállni a mechanikai igénybevételnek az idő múlásával. A nejlon nagyobb szilárdsággal, hőállósággal és rugalmassággal rendelkezik a széles körben használt 3D nyomtatási műanyagokhoz, mint például az ABS és a PLA.

A nejlon szálak két fő típusa létezik:

• Nejlon 6 (Poliamid 6 vagy PA6): A legnépszerűbb opció, amely aminosavakkal polimerizált 6 szénatomos láncból készül. Megfizethető áráról és kiegyensúlyozott mechanikai tulajdonságok elérésére való képességéről ismert.
• Nejlon 12 (Poliamid 12 vagy PA12): Még nagyobb rugalmasságot és ütésállóságot kínál a polimerenkénti hosszabb, 12 szénatomos láncoknak köszönhetően.

Nejlon szálak más anyagokkal is megerősíthető a tulajdonságok javítása érdekében:

• Szénszállal erősített nejlon:Jelentős merevség-, merevség- és szakítószilárdság-növekedést kínál a ridegebb viselkedés rovására.
• Üvegszállal erősített nejlon:Jelentősen növeli a szilárdságot, miközben megőrzi a tiszta nejlon természetes képlékenységét és hajlítási tulajdonságait.

A nejlon főbb tulajdonságai 3D nyomtatáshoz

A nejlon kiemelkedik a hagyományos 3D nyomtatású műanyagok közül köszönhetően:

• Kiváló tartósság: Kiváló szakítószilárdság és nyúlási ellenállás, amely ellenáll a mechanikai kopásnak és elhasználódásnak repedés vagy deformáció nélkül.
• Veleszületett rugalmasság: A rugalmasság kiválóan alkalmas bepattintható alkatrészekhez, erős zsanérokhoz és ütésállósághoz.
• Termikus állóképesség: Ellenáll a 180°C-ot meghaladó hőmérsékletnek, lehetővé téve az alkatrész prototípusok valós üzemi körülmények közötti tesztelését.
• Nedvességérzékenység: A standard nejlonok gyorsan felszívják a páratartalmat, de a speciális nejlonok, mint például a Qidi UltraPA, lényegesen alacsonyabb nedvszívó képességgel rendelkeznek, ami javítja méretstabilitásukat és mechanikai tulajdonságaikat.
• Vegyi ellenállás: Mérsékelten ellenáll az olajoknak, zsíroknak, oldószereknek és lúgoknak, így megbízhatóan működik különféle valós környezetekben.
• Legerősebb rétegkötési teljesítmény: Qidi UltraPA fokozott rétegtapadású, ami erősebb nyomtatott alkatrészeket eredményez a hagyományos anyagokból, például ABS-ből és PLA-ból készültekhez képest.

A szilárdság, a rugalmasság és a hő-/kémiai ellenállóképesség kiegyensúlyozott kombinációja teszi a nejlont sokoldalú anyagválasztássá, ha olyan rugalmas funkcionális alkatrészeket keresünk, amelyek képesek elviselni a valós alkalmazásokban a stresszt és az ütéseket.

A nejlon gyakori alkalmazásai a 3D nyomtatásban

A nejlon kiegyensúlyozott anyagtulajdonságai teszik az egyik legsokoldalúbb műanyaggá a valós funkcionális alkatrészek 3D nyomtatásához a különböző iparágakban.

• Mérnöki prototípusok és koncepciómodellek- A nejlon lehetővé teszi a prototípusok valós környezetben történő tesztelését, várható terhelések, ütések vagy hőviszonyok mellett, idő előtti törés nélkül.Ez bizalmat ad a tervezésben, mielőtt fémformákba fektetnénk be.
• Kis volumenű végfelhasználású gyártási alkatrészek - Nem kritikus alkatrészek, például szíjtárcsák, fogaskerekek és fogantyúk esetében a nejlon fröccsöntéshez hasonló tartósságot kínál, miközben elkerülhető a magas formázási költségek. A kifáradás- és kopásállóság ideálissá teszi az állandó mozgásnak és súrlódásnak kitett alkatrészekhez.
• Robotikai alkatrészek- A nejlon rugalmassága lehetővé teszi, hogy a nyomtatott robotalkatrészek, mint például az alváz, a karok és a tartószerkezetek megbízhatóan ellenálljanak az ütközéseknek és ütéseknek a fejlesztés során. Ez megkönnyíti a tervezés gyors iterációját.
• Autóipari belső és nem kritikus alkatrészek- A kiváló hőállóságú nejlon olyan alkatrészek cseréjéhez alkalmas, mint a belső kárpitozás, légcsatornák és szellőztetőrendszer alkatrészek, amelyeknek évekig tartó napsugárzásnak kell ellenállniuk.

A korai prototípusgyártástól kezdve a végfelhasználói alkatrészekig a nejlon lehetővé teszi az iteratív tervezést, miközben lehetővé teszi a gyártást is olyan esetekben, amikor a szilárdság és a környezeti ellenálló képesség az abszolút pontossággal szemben fontosabb.

Hogyan készüljünk fel a nejlonnal történő nyomtatásra?

A nejlonszál, a nyomtatófelület és a nyomtató megfelelő előkészítése határozza meg a sikeres nyomtatást a fejfájással szemben. A főbb lépések a következők:

1. Nejlonszál tárolása

Mivel a nejlon polimer idővel könnyen felszívja a nedvességet a levegőbőlA fel nem használt Filamentet gondosan kell tárolni a korai lebomlás elkerülése érdekében:

• A tekercseket légmentesen záródó zacskókba vagy dobozokba zárja rengeteg nedvességelnyelő csomaggal a páratartalom aktív elnyelésére
• Hosszú távú, hónapokig tartó tárolás esetén, A vákuumcsomagolású tasakok a legmegbízhatóbb védelmi módszert jelentik
• Ha a filament levegővel érintkezik, használja gyorsabban, ahelyett, hogy ismeretlen előzményű tekercseket tartogatna.
• Fontolja meg a kereskedelmi forgalomban kapható szárítódobozok használatát mint például a Qidi szálas szárító doboz, amely nemcsak átfogó por- és nedvességálló tömítést biztosít a filament szárazon tartása és élettartamának meghosszabbítása érdekében, hanem a piacon kapható legtöbb 3D nyomtatási filament márkával kompatibilis is.

2. A filament szárítása nyomtatás előtt

Szál A környezeti nedvességet elnyelő anyag számtalan nyomtatási hibát okozhat, a szivárgástól/szálak felválásától kezdve a kozmetikai problémákon át a mechanikai tulajdonságok súlyos gyengüléséig. Hatékony szárítási módszerek nyomtatás előtt tartalmaznia kell:

• Sütőben szárítás orsótartón 50-60°C-on 4-8 órán át nejlon típus alapján
• A nyomtatóba töltés előtt hagyja teljesen lehűlni a filamentet, hogy elkerülje az elakadásokat.

3. Nyomtatómódosítások

A nejlon hőigényének megfelelő kezelése és az alkatrészek vetemedésének megelőzése érdekében néhány nyomtatóbeállítást javasolunk:

• Szereljen fel egy teljesen fémből készült hotendet, amely megbízhatóan képes felmelegedni 260-280°C fúvókahőmérsékletek a tiszta extrudáláshoz
• Váltson fűtött nyomtatóágyra a következő időpontok között: 60-100°C az első réteg tapadásának támogatására
• Építsen szigetelt burkolatot a nyomtatási terület köré a kamra hőmérsékletének fenntartása érdekében, kevesebb légáramlási zavarral

A fűtött ágy és a kamra kombinációja további felület-előkészítésekkel, például ragasztókkal vagy iszapokkal kiváló első réteg tapadást biztosít a nyomtatáshoz.

Nejlon nyomtatási beállítások

A nyomtatási beállítások megfelelő konfigurálása kulcsfontosságú ahhoz, hogy a nejlon anyagtulajdonságait erős, funkcionális nyomtatott alkatrészekké lehessen kihasználni. A következő ajánlások a minőségre és a megbízhatóságra összpontosító irányelveket tartalmaznak.

1.Fúvóka- és ágyhőmérsékletek

• Szórófej: 250-320°C Megakadályozza az eltömődést és javítja a rétegek tapadását. Az optimális hőmérséklet a nyomtatási sebességtől függ.
• Ágy: 80-110°C támogatja a tapadást. A standard nejlonok az alacsonyabb tartományban kötnek. Az adalékanyagokhoz magasabb hőmérséklet szükséges, közel 100°C.

2. Nyomtatási sebesség

• A legjobb pontosság és megjelenés érdekében csökkentse a haladási sebességet 40-60 mm/s-ra. A gyorsabb hűtés vetemedést okozhat.
• A körülbelül 40 mm/s-os lassabb nyomtatási sebesség jelentősen javítja a rétegek közötti tapadási szilárdságot.

3. Rétegmagasság

• 1-0,2 mm a legnagyobb felbontásért standard nejlonokkal
• A szén/üvegszál erősítésű keverékek megbízhatóan képesek nyomtatni 0,3 mm rétegmagasságban.

4. Ágytapadási módszerek

A fűtött ágy mellett további segédeszközök is javíthatják az első réteg tapadását:

• A finoman csiszolt PEI lapok jól működnek a nejlon ragasztásához
• Hígított PVA/fa ragasztó vékony rétegben felvinni a nyomtatott felületre
• ABS filament acetonban oldva, majd az ágyra felhordva

5. A ház hőmérséklete

• Fenntartás 60-65°C belső hőmérséklet a minimális hűtési ingadozás érdekében
• Használjon hőelemet a kamra hőmérsékletének aktív monitorozásához
• A szigetelőpanelek megakadályozzák a drasztikus levegőhőmérséklet-ingadozásokat

6. Vetemedés és delamináció megelőzése

A fokozatos, következetes hűtés elengedhetetlen a hibák minimalizálásához:

• Hagyja a dobozt lassan szobahőmérsékletűre hűlni, mielőtt kinyitja
• Kerülje a hűtőventilátorok rétegekre irányítását a kezdeti menetek során
• A nyomat eltávolítása után érdemes lehet hőkezeltetést végezni egy hőkezeltető kemencében.

Ezen nyomtatási beállítások optimalizálása több figyelmet igényel, mint a szokásos PLA vagy ABS munkák azonban képezik az alapot ahhoz, hogy a nejlon lenyűgöző szilárdságát és hőállóságát tartós alkatrészekké alakítsák. Helyes beállítás esetén a nejlon ugrást kínál a nyomtatott alkatrészek állandósága és megbízhatósága terén, ami megéri a megnövekedett beállítási erőfeszítést.

Nejlonnyomatok utófeldolgozása

Míg a nejlonnyomatok a nyomtatás után azonnal lenyűgözőek, a további utófeldolgozás javíthatja az esztétikát, a tulajdonságokat és az érzékelt minőséget. Alkalmazza ezeket a technikákat az alkalmazásának megfelelően.

1. Hűtés és eltávolítás a nyomtatóágyról

Hagyja a nyomatokat 60°C-ra vagy az alá hűlni, mielőtt eltávolítja őket. Óvatosan kell eljárni, mivel a maradék hő miatt a durva kezelés miatt az alkatrészek hajlamosabbak lehetnek a repedésre.

2. Támogatás eltávolítása

A könnyebben eltávolítható támasztószerkezetek ollóival könnyen eltávolíthatók. Az oldódó PVA támasztékok nejlonnal is hatékonyan működnek.

3. Felületek csiszolása és simítása

A nejlon jól reagál a gőzsimításra vagy a csiszolásra/polírozásra, így fényes megjelenést kölcsönöz, amely vetekszik a fröccsöntött alkatrészekkel.

4. Nejlonnyomatok festése vagy színezése

Adalékanyagok nélkül a nejlonok általában jól viselik a festéket és a színezéket, ha először megfelelően mossák és előkészítik őket. Az alapozók a festék tapadását is növelik.

5. Kémiai oldószeres simítás

Kémiai fürdők D-limonén oldatban szépen simítsa el a nyomtatási felületet, A nejlon azonban sokkal lassabban oldódik, mint más anyagok, például az ABS, ezért hosszabb expozíciós időre van szükség. A megfelelő biztonsági óvintézkedések betartása kötelező.

Az utófeldolgozás egy másik lehetőséget kínál a nejlonnyomatok testreszabására az ideális megjelenési és teljesítménycélok elérése érdekében. Használja ki a nejlon alakíthatóságát a kidolgozási technikák terén.

A nejlon 3D nyomtatás gyakori problémáinak elhárítása

Kövesse ezt a tanácsot a nejlonnyomtatással kapcsolatos gyakori problémák megoldásához:

• Vetemedés és ágytapadás hibái: Növelje a fűtött ágy hőmérsékletét, lassítsa le a nyomtatási sebességet, és próbáljon ki további tapadássegítőket, például ragasztókat vagy iszapokat. Zárja le a nyomtatót, hogy megakadályozza a hűtés során keletkező huzatot. Ezenkívül a vetemedés problémájának kiküszöbölésére számos fejlett 3D nyomtatómárka, mint például a QIDI TECH, átvette a következőket: aktív kamrás fűtési rendszerek.
• Szivárgás és húrozás: Csökkentse a visszahúzási távolságokat 4-6 mm-re és a minimális rétegezési időket 10-15 másodpercre a szivárgási problémák kiküszöbölése érdekében. Ellenőrizze, hogy a filament teljesen száraz-e.
• Nedvességhez kapcsolódó problémák: Szárítsa újra a Filamentet, és nyomtatáson kívül tárolja szárítószerrel lezárva. Használjon Filamentszárítót, ha a környezeti páratartalom folyamatosan magas. Fontolja meg a nedvességnek ellenállóbb Filament keverék használatát.
• Hőmérséklet-ingadozások: PID hangolású hotendek frissítések után. Ellenőrizze, hogy a hőelemek szorosan érintkeznek-e a hotendekkel. Javítsa a ház szigetelését, ha a hőmérséklet eltér.
• Mechanikai hibák: Növelje a kitöltési sűrűséget, vagy használjon szén/üvegszál erősítésű nejlon kompozitot a nagyobb szilárdság érdekében. Optimalizálja az alkatrészek orientációját az ágyon az erők hatékonyabb elosztása érdekében.

Kövesse az összes vonatkozó használati utasítást, beleértve a szellőztetési követelményeket és a hulladékkezelési eljárásokat.

Záró gondolatok

A nejlon lenyűgöző szilárdsága, rugalmassága, hőállósága és felületkezelése lehetővé teszi a fröccsöntéssel vetekedő, tartós, valós alkatrészek 3D nyomtatását. Azonban a nedvességszabályozás, a nyomtatófrissítések, a finomhangolt nyomtatási beállítások és az utófeldolgozási technikák előfeltételei ezen előnyök kihasználásának. A gondos protokollok betartása esetén az iparágakban különböző felhasználók kiaknázhatják a nejlonban rejlő lehetőségeket a tartós, funkcionális prototípusok, robotikai alkatrészek és mechanikai kopásnak kitett végfelhasználási darabok előállításához. Az anyagösszetételek és a nyomtatási képességek további fejlődésével a nejlon hozzáférhetősége és hatása a gyártásban is folyamatosan növekedni fog.

Bővebben

• QIDI új filamentek
• 3D nyomtatási anyagok útmutatója: Innoválja gyártását
• FDM 3D nyomtatás: Hogyan működik, alkalmazások és jövő