Ceļvedis 3D drukāšanai ar neilonu

Neilona pavediens nodrošina izturīgas 3D drukātas detaļas, pateicoties tā izturībai, elastībai, karstumizturībai un triecienizturībai, kas pārsniedz tradicionālo plastmasu. Tomēr šo īpašību izmantošana rada īpašas prasības — sākot no printeru modernizācijas līdz pareizai uzglabāšanai un apstrādei. Pareizi apzinoties šos faktorus, tiek atbrīvots daudzpusīgs termoplasts, kas ļauj pieredzējušiem lietotājiem ražot funkcionālus prototipus, robotu komponentus un galalietotāja detaļas, kuru kvalitāte sacenšas ar iesmidzināšanas formēšanas kvalitāti. Šajā rokasgrāmatā ir aplūkotas īpašības, pielietojums, sagatavošana, optimālie drukas iestatījumi un problēmu novēršanas padomi veiksmīgai drukāšanai ar neilonu.

Kas ir neilons 3D drukāšanai?

Neilons attiecas uz izturīgu poliamīda bāzes termoplastisko materiālu saimi. labi piemērots izturīgu detaļu drukāšanai, kas laika gaitā spēj izturēt mehānisko slodzi. Neilonam ir augstāka izturība, karstumizturība un elastība salīdzinājumā ar plaši izmantotajām 3D drukāšanas plastmasām, piemēram, ABS un PLA.

Ir divi galvenie neilona pavedienu veidi:

• Neilons 6 (poliamīds 6 vai PA6): Populārākā opcija, kas izgatavota no 6 oglekļa atomu ķēdes, polimerizēta ar aminoskābēm. Pazīstama ar savu pieejamību un spēju panākt līdzsvarotu mehānisko īpašību kopumu.
• Neilons 12 (poliamīds 12 vai PA12): Piedāvā vēl lielāku elastību un triecienizturību, pateicoties garākām 12 oglekļa atomu ķēdēm uz katru polimēru.

Neilona pavedieni var pastiprināt arī ar citiem materiāliem, lai uzlabotu īpašības:

• Ar oglekļa šķiedru pastiprināts neilons:Piedāvā ievērojamu stingrības, stingrības un stiepes izturības pieaugumu uz trauslākas uzvedības rēķina.
• Ar stikla šķiedru pastiprināts neilons:Arī ievērojami palielina izturību, vienlaikus saglabājot tīra neilona dabisko elastību un lieces īpašības.

Neilona galvenās īpašības 3D drukāšanai

Neilons atšķiras no tradicionālajām 3D drukāšanas plastmasām pateicoties:

• Izcila izturība: Lieliska stiepes izturība un izturība pret pagarinājumu, lai izturētu mehānisku nodilumu laika gaitā bez plaisāšanas vai deformācijas.
• Iedzimtā elastība: Elastība ir lieliska detaļām ar spiedpogām, izturīgām eņģēm un triecienizturībai.
• Termiskā izturība: Iztur temperatūru, kas pārsniedz 180°C, ļaujot veikt detaļu prototipu testus reālos ekspluatācijas apstākļos.
• Mitruma jutība: Standarta neiloni ātri absorbē mitrumu, bet specializētiem neiloniem, piemēram, Qidi UltraPA, ir ievērojami zemāks mitruma absorbcijas ātrums, kas uzlabo to izmēru stabilitāti un mehāniskās īpašības.
• Ķīmiskā izturība: Ir vidēja izturība pret eļļām, taukvielām, šķīdinātājiem un sārmiem, nodrošinot uzticamību dažādās reālās vidēs.
• Spēcīgākā slāņu līmēšanas veiktspēja: Qidi UltraPA uzrāda uzlabotu slāņu saķeri, kā rezultātā drukātās detaļas ir izturīgākas salīdzinājumā ar tām, kas izgatavotas no tradicionāliem materiāliem, piemēram, ABS un PLA.

Līdzsvarotā izturības, elastības un termiskās/ķīmiskās apstrādes kombinācija padara neilonu par daudzpusīgu materiāla izvēli, meklējot izturīgas funkcionālās detaļas, kas spēj izturēt slodzi un triecienus reālos apstākļos.

Neilona izplatītākie pielietojumi 3D drukāšanā

Neilona līdzsvarotās materiāla īpašības padara to par vienu no daudzpusīgākajām plastmasām reālu funkcionālu komponentu 3D drukāšanai dažādās nozarēs.

• Inženiertehniskie prototipi un koncepcijas modeļi- Neilons ļauj prototipus testēt reālistiskā vidē, pakļaujot tos paredzamajām slodzēm, triecieniem vai termiskajiem apstākļiem, bez priekšlaicīgas lūzuma.Tas nodrošina pārliecību par dizainu pirms ieguldīšanas metāla veidnēs.
• Mazapjoma galapatēriņa ražošanas detaļas - Ne tik kritiskām detaļām, piemēram, skriemeļiem, zobratiem un rokturiem, neilons nodrošina iesmidzināšanas formēšanai līdzīgu izturību, vienlaikus novēršot augstas formēšanas izmaksas. Izturība pret nogurumu un nodilumu padara to ideāli piemērotu detaļām, kas pastāvīgi kustas un kurām ir berze.
• Robotikas komponenti- Neilona elastība ļauj drukātām robotu detaļām, piemēram, šasijai, rokām un stiprinājumiem, droši izturēt sadursmes un triecienus izstrādes laikā. Tas atvieglo ātru dizaina iterāciju.
• Automobiļu salons un mazāk kritiskas detaļas- Lieliska izturība pret karstumu un novecošanos ir piemērota neilonam tādu detaļu kā salona apdares detaļu, kanālu un ventilācijas sistēmas detaļu nomaiņai, kurām jāiztur saules iedarbība daudzu gadu garumā.

No agrīnās prototipu izstrādes līdz pat galalietotāja komponentiem neilons nodrošina iteratīvu dizainu, vienlaikus nodrošinot arī ražošanas izmantošanu, kad izturība un noturība pret vidi tiek vērtēta augstāk par absolūtu precizitāti.

Kā sagatavoties drukāšanai ar neilonu

Pareiza neilona pavediena, drukas virsmas un printera sagatavošana noteiks panākumus salīdzinājumā ar galvassāpēm drukāšanas laikā. Galvenie soļi ietver:

1. Neilona šķiedras uzglabāšana

Tā kā neilona polimērs laika gaitā viegli absorbē mitrumu no gaisaNeizlietotā kvēldiega šķiedra jāuzglabā uzmanīgi, lai novērstu priekšlaicīgu bojāšanos:

• Ievietojiet spoles hermētiski noslēgtos maisiņos vai tvertnēs ar lielu daudzumu mitruma absorbējošu paciņu, lai aktīvi absorbētu mitrumu
• Ilgstošai uzglabāšanai, kas ilgst vairākus mēnešus, Vakuuma maisiņi ir visuzticamākā aizsardzības metode
• Ja kvēldiegs ir pakļauts gaisam, izmantojiet to ātrāk, nevis saglabājiet spoles ar nezināmu vēsturi.
• Apsveriet iespēju izmantot komerciālas kvēldiega žāvētāja kastes piemēram, Qidi kvēldiega žāvētāja kaste, kas ne tikai nodrošina visaptverošu putekļu un mitruma necaurlaidīgu blīvējumu, lai saglabātu kvēldiega sausumu un pagarinātu tā kalpošanas laiku, bet arī ir saderīgs ar lielāko daļu tirgū pieejamo 3D drukāšanas kvēldiega zīmolu.

2. Kvēldiega žāvēšana pirms drukāšanas

Kvēldiegs kas ir absorbējis apkārtējā mitruma daudzumu, rada neskaitāmus drukas defektus, sākot no izsūkšanās/savilkšanās līdz kosmētiskiem defektiem un ievērojami vājinātām mehāniskajām īpašībām. Efektīvas žāvēšanas metodes pirms drukāšanas iekļaujiet:

• Žāvēšana cepeškrāsnī uz spoles turētāja plkst. 50–60 °C temperatūrā 4–8 stundas pamatojoties uz neilona tipu
• Pirms ievietošanas printerī ļaujiet kvēldiegam pilnībā atdzist, lai novērstu iestrēgšanu.

3. Printera modifikācijas

Lai pareizi apstrādātu neilona termiskās vajadzības un novērstu detaļu deformāciju, ieteicams veikt dažus printera pielāgojumus:

• Uzstādiet pilnībā metāla karsto galu, kas spēj droši uzsildīt līdz 260–280 °C sprauslu temperatūras tīrai ekstrūzijai
• Uzlabojiet uz apsildāmu drukas gultu starp 60–100 °C lai atbalstītu pirmā slāņa saķeri
• Izveidojiet izolētu apvalku ap drukas zonu, lai uzturētu kameras temperatūru ar mazākiem gaisa plūsmas traucējumiem.

Apsildāmas gultas un kameras apvienojums ar papildu virsmas sagatavošanu, piemēram, līmi vai suspensijām, nodrošina lielisku pirmā slāņa pielipšanu drukāšanai.

Neilona drukas iestatījumi

Pareiza drukas iestatījumu konfigurēšana ir ļoti svarīga, lai izmantotu neilona materiāla īpašības izturīgās, funkcionālās drukātās detaļās. Turpmāk sniegtie ieteikumi sniedz uz kvalitāti un uzticamību vērstas vadlīnijas.

1.Sprauslas un gultas temperatūras

• Sprausla: 250–320 °C Novērš aizsērēšanu un uzlabo slāņu saķeri. Optimālā temperatūra ir atkarīga no drukas ātruma.
• Gulta: 80–110 °C atbalsta saķeri. Standarta neiloni saķeras zemākā diapazonā. Piedevām nepieciešama augstāka temperatūra, kas tuvojas 100°C.

2. Drukāšanas ātrums

• Lai panāktu vislabāko precizitāti un izskatu, samaziniet pārvietošanās ātrumu līdz 40–60 mm/s. Ātrāka dzesēšana var izraisīt deformāciju.
• Lēnāks drukas ātrums aptuveni 40 mm/s ievērojami uzlabo starpslāņu saķeres stiprību.

3. Slāņa augstums

• 1–0,2 mm visaugstākajai izšķirtspējai ar standarta neiloniem
• Ar oglekli/stiklu pastiprināti maisījumi var droši drukāt ar 0,3 mm slāņa augstumu.

4. Gultas adhēzijas metodes

Papildus apsildāmai gultai, pirmās kārtas saķeri var uzlabot arī citi palīglīdzekļi:

• Neilona līmēšanai labi der viegli slīpētas PEI loksnes.
• Atšķaidīta PVA/koka līme, kas plānā kārtiņā uzklāta uz apdrukājamās virsmas
• ABS kvēldiegs, kas izšķīdināts acetonā un pēc tam uzklāts uz pamatnes

5. Iekštelpas temperatūra

• Uzturēt 60–65 °C iekšējā temperatūra minimālām dzesēšanas svārstībām
• Izmantojiet termoelementu, lai aktīvi uzraudzītu kameras temperatūru
• Izolācijas paneļi novērš krasas gaisa temperatūras svārstības

6. Deformācijas un delaminācijas novēršana

Pakāpeniska, vienmērīga dzesēšana ir būtiska defektu samazināšanai:

• Pirms atvēršanas ļaujiet korpusam lēnām atdzist līdz istabas temperatūrai
• Sākotnējo caurlaidību laikā nevirziet dzesēšanas ventilatorus uz slāņiem.
• Pēc apdrukas noņemšanas apsveriet atkvēlināšanu pagaidu krāsnī

Šo drukas iestatījumu optimizēšana prasa lielāku uzmanību nekā parasti PLA vai ABS tomēr darbi veido pamatu, lai neilona iespaidīgo izturību un termiskās īpašības pārveidotu par izturīgām detaļām. Pareizi noregulēts, neilons piedāvā lēcienu drukāto detaļu konsekvencē un uzticamībā, kas ir vērts palielinātās iestatīšanas pūles.

Neilona apdruku pēcapstrāde

Lai gan neilona apdrukas atstāj iespaidu uzreiz pēc drukāšanas, papildu pēcapstrāde var uzlabot estētiku, īpašības un uztverto kvalitāti. Izmantojiet šīs metodes atbilstoši savam pielietojumam.

1. Atdzesēšana un noņemšana no drukas virsmas

Pirms izdruku noņemšanas ļaujiet tām atdzist līdz 60 °C vai zemākai temperatūrai. Jāievēro piesardzība, jo atlikušais siltums var padarīt detaļas pakļautas plaisāšanai, ja ar tām rīkojas rupji.

2. Atbalsta noņemšana

Šķēres palīdz noņemt vieglāk noņemamas atbalsta struktūras. Šķīstošie PVA balsti efektīvi darbojas arī ar neilonu.

3. Virsmu slīpēšana un izlīdzināšana

Neilons labi reaģē uz tvaika izlīdzināšanu vai slīpēšanu/pulēšanu, lai iegūtu spīdīgu izskatu, kas konkurē ar iesmidzinātām detaļām.

4. Neilona apdruku krāsošana vai krāsošana

Bez piedevām neiloni parasti labi uzsūc krāsu un krāsojas, ja tie vispirms ir pareizi mazgāti un sagatavoti. Gruntskrāsas arī palielina krāsas saķeri.

5. Ķīmiskā šķīdinātāja izlīdzināšana

Ķīmiskās vannas D-limonēna šķīdumā labi izlīdziniet apdrukas virsmu, Tomēr neilons šķīst daudz lēnāk nekā citi materiāli, piemēram, ABS, tāpēc ir nepieciešams ilgāks iedarbības laiks. Obligāti jāievēro atbilstoši drošības pasākumi.

Pēcapstrāde nodrošina vēl vienu iespēju neilona apdruku pielāgošanai, lai sasniegtu ideālu izskatu un veiktspējas mērķus. Izmantojiet neilona plastiskumu apdares tehnikās.

Biežāk sastopamo problēmu novēršana, izmantojot neilona 3D drukāšanu

Lai atrisinātu bieži sastopamās neilona apdrukas problēmas, ievērojiet šos padomus:

• Deformācijas un gultas adhēzijas defekti: Palieliniet apsildāmās virsmas temperatūru, samaziniet drukas ātrumu un izmēģiniet papildu saķeres veicinātājus, piemēram, līmi vai suspensijas. Norobežojiet printeri, lai novērstu dzesēšanas caurvēju. Turklāt, lai īpaši risinātu deformācijas problēmu, daudzi progresīvi 3D printeru zīmoli, piemēram, QIDI TECH, ir pieņēmuši aktīvās kameras apkures sistēmas.
• Sūcoša un stīga: Samaziniet ievilkšanas attālumus līdz 4–6 mm un minimālo slāņošanas laiku līdz 10–15 sekundēm, lai novērstu noplūdes problēmas. Pārliecinieties, ka kvēldiegs ir pilnībā izžuvis.
• Ar mitrumu saistītas problēmas: Atkārtoti izžāvējiet kvēldiegu un, kad nedrukājat, uzglabājiet to noslēgtā veidā ar desikantu. Ja apkārtējā gaisa mitrums ir pastāvīgi augsts, izmantojiet kvēldiega žāvētāju. Apsveriet mitrumizturīgāka kvēldiega maisījumu.
• Temperatūras svārstības: Pēc jaunināšanas veiciet PID karsto galu regulēšanu. Pārliecinieties, vai termoelementi stingri saskaras ar karstajiem galiem. Uzlabojiet korpusa izolāciju, ja mainās temperatūra.
• Mehāniski bojājumi: Palieliniet pildījuma blīvumu vai izmantojiet oglekļa/stiklšķiedras armētu neilona kompozītmateriālu, lai nodrošinātu papildu izturību. Optimizējiet detaļas orientāciju uz pamatnes, lai viedāk sadalītu spēkus.

Ievērojiet visas attiecīgās lietošanas vadlīnijas, tostarp ventilācijas prasības un atkritumu apsaimniekošanas procedūras.

Noslēguma domas

Neilona iespaidīgā izturība, elastība, karstumizturība un virsmas apdare ļauj 3D drukāt izturīgas, reālas detaļas, kas konkurē ar iesmidzināšanas formēšanu. Tomēr mitruma kontrole, printeru jauninājumi, pielāgoti drukas iestatījumi un pēcapstrādes metodes ir priekšnoteikumi, lai izmantotu šīs priekšrocības. Ievērojot rūpīgi izstrādātus protokolus, lietotāji dažādās nozarēs var izmantot neilona potenciālu ilgstoši funkcionējošu prototipu, robotikas komponentu un mehāniski nodilstošu galapatēriņa ražošanas detaļu ražošanai. Materiālu formulām un printeru iespējām turpinot attīstīties, neilona pieejamība un ietekme visā ražošanas procesā turpinās pieaugt.

Lasīt vairāk

• QIDI jauni pavedieni
• 3D drukāšanas materiālu ceļvedis: Ieviesiet inovācijas savā ražošanā
• FDM 3D drukāšana: kā tā darbojas, pielietojumi un nākotne