Gids voor 3D -printen met nylon

Nylonfilament maakt duurzame 3D-geprinte onderdelen mogelijk omdat het sterker, flexibeler, hittebestendiger en slagvaster is dan traditionele kunststoffen. Het benutten van deze eigenschappen stelt echter specifieke eisen – van printerupgrades tot correcte opslag en verwerking. Door deze factoren goed te benutten, ontstaat een veelzijdige thermoplast waarmee gevorderde gebruikers functionele prototypes, robotcomponenten en eindgebruiksonderdelen kunnen produceren die qua kwaliteit kunnen concurreren met spuitgieten. Deze handleiding behandelt eigenschappen, toepassingen, voorbereiding, optimale printinstellingen en tips voor het oplossen van problemen bij het succesvol printen met nylon.

Wat is nylon voor 3D-printen?

Nylon verwijst naar een familie van robuuste thermoplastische materialen op basis van polyamide Zeer geschikt voor het printen van duurzame onderdelen die bestand zijn tegen mechanische belastingen. Nylon is sterker, hittebestendiger en flexibeler dan veelgebruikte 3D-printkunststoffen zoals ABS en PLA.

Er zijn twee hoofdtypen nylonfilamenten:

• Nylon 6 (Polyamide 6 of PA6): De meest populaire optie, gemaakt van een keten van zes koolstofatomen gepolymeriseerd met aminozuren. Bekend om zijn betaalbaarheid en het vermogen om een ​​evenwichtige reeks mechanische eigenschappen te bereiken.
• Nylon 12 (Polyamide 12 of PA12): Biedt nog meer flexibiliteit en slagvastheid dankzij de langere 12 koolstofatoomketens per polymeer.

Nylonfilamenten kan ook worden versterkt met andere materialen voor verbeterde eigenschappen:

• Met koolstofvezel versterkt nylon:Biedt aanzienlijk meer stijfheid, starheid en treksterkte, ten koste van brozer gedrag.
• Glasvezelversterkt nylon:Verhoogt bovendien de sterkte aanzienlijk, terwijl de natuurlijke ductiliteit en buigzame eigenschappen van puur nylon behouden blijven.

Belangrijkste eigenschappen van nylon voor 3D-printen

Nylon onderscheidt zich van conventionele 3D-printkunststoffen dankzij:

• Superieure duurzaamheid: Uitstekende treksterkte en rekweerstand om mechanische slijtage in de loop van de tijd te weerstaan ​​zonder te scheuren of te vervormen.
• Inherente flexibiliteit: Elasticiteit is ideaal voor klik-in-klik-onderdelen, stevige scharnieren en schokbestendigheid.
• Thermische duurzaamheid: Bestand tegen temperaturen van meer dan 180°C, waardoor prototypen van onderdelen onder realistische bedrijfsomstandigheden kunnen worden getest.
• Vochtgevoeligheid: Standaard nylon absorbeert snel vocht, maar speciale nylons zoals Qidi UltraPA hebben een aanzienlijk lagere vochtabsorptiesnelheid, waardoor hun maatvastheid en mechanische eigenschappen verbeteren.
• Chemische bestendigheid: Heeft een matige bestendigheid tegen oliën, vetten, oplosmiddelen en alkaliën en is daardoor betrouwbaar in verschillende praktijkomstandigheden.
• Sterkste laaghechtingsprestaties: Qidi UltraPA vertoont een betere laaghechting, wat resulteert in sterkere geprinte onderdelen vergeleken met onderdelen die gemaakt zijn van traditionele materialen zoals ABS en PLA.

De uitgebalanceerde combinatie van sterkte, flexibiliteit en thermische/chemische eigenschappen maken nylon een veelzijdige materiaalkeuze als u op zoek bent naar veerkrachtige functionele onderdelen die bestand zijn tegen spanning en stoten in echte toepassingen.

Veelvoorkomende toepassingen van nylon bij 3D-printen

Dankzij de uitgebalanceerde materiaaleigenschappen van nylon is het een van de meest veelzijdige kunststoffen voor het 3D-printen van functionele componenten voor uiteenlopende sectoren.

• Engineering prototypes en conceptmodellen- Nylon maakt het mogelijk prototypes te testen in realistische omgevingen, waarbij ze worden blootgesteld aan de verwachte belastingen, impacts en thermische omstandigheden zonder dat ze voortijdig breken.Zo heeft u vertrouwen in het ontwerp voordat u in metalen mallen investeert.
• Onderdelen voor eindgebruik in kleine volumes - Voor niet-kritieke componenten zoals katrollen, tandwielen en handgrepen biedt nylon een duurzaamheid die vergelijkbaar is met die van spuitgieten, terwijl hoge matrijskosten worden vermeden. De weerstand tegen vermoeiing en slijtage maakt het ideaal voor componenten die constant in beweging zijn en wrijving ondervinden.
• Robotica componenten- De flexibiliteit van nylon zorgt ervoor dat geprinte robotonderdelen zoals chassis, armen en bevestigingen betrouwbaar bestand zijn tegen botsingen tijdens de ontwikkeling. Dit maakt snelle ontwerpiteraties mogelijk.
• Auto-interieur en niet-kritieke onderdelen- Nylon is uitstekend bestand tegen veroudering door hitte en is daardoor geschikt voor het vervangen van onderdelen zoals binnenbekleding, kanalen en ventilatiesystemen die jarenlang bestand moeten zijn tegen blootstelling aan de zon.

Van de eerste prototypes tot en met de eindproducten maakt nylon iteratief ontwerp mogelijk en maakt het ook productief gebruik mogelijk wanneer sterkte en milieubestendigheid belangrijker zijn dan absolute precisie.

Hoe u zich voorbereidt om met nylon te printen

De juiste voorbereiding van nylonfilament, het printbedoppervlak en uw printer bepalen het succes en de hoofdpijn die u tijdens het printen ervaart. Belangrijke stappen zijn:

1. Nylonfilament bewaren

Omdat nylonpolymeer na verloop van tijd gemakkelijk vocht uit de lucht absorbeertOngebruikt filament moet met zorg worden bewaard om voortijdige degradatie te voorkomen:

• Sluit de spoelen af ​​in luchtdichte zakken of bakken met voldoende droogmiddelpakketten om actief vocht te absorberen
• Voor langdurige opslag van maanden, vacuümzakken zijn de meest betrouwbare beschermingsmethode
• Als het filament aan de lucht wordt blootgesteld, kunt u het beter sneller gebruiken dan spoelen met een onbekende geschiedenis te bewaren.
• Overweeg het gebruik van commerciële filamentdrogers zoals de Qidi filament droger boxdat niet alleen een volledige stof- en vochtbestendige afdichting biedt om het filament droog te houden en de levensduur te verlengen, maar ook compatibel is met de meeste merken 3D-printfilament die op de markt verkrijgbaar zijn.

2. Filament drogen voor het printen

Gloeidraad dat vocht uit de omgeving heeft geabsorbeerd, veroorzaakt talloze afdrukfouten, van lekken/draadvorming tot cosmetische problemen en ernstig verzwakte mechanische eigenschappen. Effectieve droogmethoden vóór het afdrukken het volgende opnemen:

• Ovendrogen op een spoelhouder bij 50-60°C gedurende 4-8 uur gebaseerd op nylontype
• Laat het filament volledig afkoelen voordat u het in uw printer laadt om papierstoringen te voorkomen.

3. Printerwijzigingen

Om de thermische behoeften van nylon goed te kunnen verwerken en kromtrekken van onderdelen te voorkomen, worden de volgende aanpassingen aan de printer aanbevolen:

• Installeer een volledig metalen hotend die betrouwbaar kan verwarmen 260-280°C spuitmondtemperaturen voor schone extrusie
• Upgrade naar een verwarmd printbed tussen 60-100°C ter ondersteuning van de hechting van de eerste laag
• Bouw een geïsoleerde behuizing rond het printgebied om de temperatuur in de kamer te behouden met minder verstoring van de luchtstroom.

Door een verwarmd bed en kamer te combineren met extra oppervlaktevoorbereidingen zoals lijm of slib, zorgt u ervoor dat de eerste laag uitstekend hecht op de print.

Nylon Print-instellingen

Het goed configureren van de printinstellingen is essentieel om de materiaaleigenschappen van nylon te benutten voor sterke, functionele geprinte onderdelen. De volgende aanbevelingen bieden richtlijnen gericht op kwaliteit en betrouwbaarheid.

1.Mondstuk- en bedtemperaturen

• Mondstuk: 250-320°C Voorkomt verstoppingen en verbetert de hechting van de lagen. De optimale temperatuur is afhankelijk van de printsnelheid.
• Bed: 80-110°C Ondersteunt de hechting. Standaard nylon hecht in het lagere bereik. Additieven vereisen hogere temperaturen, bijna 100°C.

2. Afdruksnelheid

• Verlaag de bewegingssnelheid tot 40-60 mm/s voor de beste nauwkeurigheid en een mooier uiterlijk. Snellere afkoeling kan kromtrekken veroorzaken.
• Lagere afdruksnelheden van ongeveer 40 mm/s verbeteren de hechtingssterkte tussen de lagen aanzienlijk.

3. Laaghoogte

• 1-0,2 mm voor de hoogste resolutie met standaard nylons
• Met koolstof/glasvezel versterkte mengsels kunnen betrouwbaar printen met laaghoogtes van 0,3 mm.

4. Bedhechtingsmethoden

Naast een verwarmd bed kunnen nog andere hulpmiddelen de hechting van de eerste laag verbeteren:

• Licht geschuurde PEI-platen werken goed voor het vastplakken van nylon
• Verdunde PVA/houtlijm dun op het printoppervlak aanbrengen
• ABS-filament opgelost in aceton en vervolgens op het bed aangebracht

5. Behuizingstemperatuur

• Behouden 60-65°C binnentemperatuur voor minimale koelvariatie
• Gebruik een thermokoppel om de temperatuur in de kamer actief te bewaken
• Isolatiepanelen voorkomen drastische schommelingen in de luchttemperatuur

6. Voorkomen van kromtrekken en delaminatie

Geleidelijke, constante koeling is essentieel om defecten te minimaliseren:

• Laat de behuizing langzaam afkoelen tot kamertemperatuur voordat u deze opent
• Vermijd het richten van koelventilatoren op de lagen tijdens de eerste passages
• Overweeg om de print in een heteluchtoven te laten gloeien nadat u deze hebt verwijderd

Het optimaliseren van deze afdrukinstellingen vereist meer aandacht dan routine PLA of ABS Jobs vormt echter de basis om de indrukwekkende sterkte en het thermische gedrag van nylon om te zetten in duurzame componenten. Bij de juiste toepassing biedt nylon een sprong voorwaarts in consistentie en betrouwbaarheid van geprinte onderdelen, die de extra installatie-inspanning zeker waard is.

Nabewerking van nylonprints

Hoewel nylonprints direct na het printen indruk maken, kan extra nabewerking de esthetiek, eigenschappen en waargenomen kwaliteit verbeteren. Gebruik deze technieken indien nodig voor uw toepassing.

1. Koeling en verwijdering van het printbed

Laat de prints afkoelen tot 60 °C of lager voordat u ze verwijdert. Voorzichtigheid is geboden, aangezien restwarmte onderdelen gevoeliger kan maken voor scheuren bij ruwe behandeling.

2. Ondersteuning verwijderen

Tondeuses verwijderen gemakkelijker ondersteunende structuren. Oplosbare PVA-steunen werken ook effectief met nylon.

3. Oppervlakken schuren en gladmaken

Nylon reageert goed op stoomgladmaken of op schuren/polijsten, waardoor het een glanzend uiterlijk krijgt dat vergelijkbaar is met dat van spuitgegoten onderdelen.

4. Nylonprints schilderen of verven

Zonder additieven nemen nylons verf en kleurstof goed op, mits ze eerst goed gewassen en voorbereid zijn. Primers verbeteren ook de hechting van de verf.

5. Chemisch oplosmiddel gladmaken

Chemische baden in D-Limoneenoplossing Maak het printoppervlak mooi glad, Nylon lost echter veel langzamer op dan andere materialen zoals ABS, dus langere blootstellingstijden zijn nodig. Goede veiligheidsmaatregelen zijn verplicht.

Nabewerking biedt een andere mogelijkheid om nylon prints te personaliseren en zo uw ideale uiterlijk en prestaties te bereiken. Profiteer van de vervormbaarheid van nylon bij het afwerken.

Problemen met 3D-printen met nylon oplossen

Volg dit advies om veelvoorkomende problemen met het printen van nylon op te lossen:

• Kromtrekken en gebreken in de bedhechting: Verhoog de temperatuur van het verwarmde bed, verlaag de printsnelheid en probeer extra hechtmiddelen zoals lijm of slurries. Sluit de printer af om afkoeling te voorkomen. Om kromtrekken specifiek aan te pakken, hebben veel geavanceerde 3D-printermerken zoals QIDI TECH bovendien gebruikgemaakt van actieve kamerverwarmingssystemen.
• Uitlekken en slierten: Verlaag de terugtrekafstand naar 4-6 mm en de minimale laagtijden naar 10-15 seconden om lekkageproblemen tegen te gaan. Controleer of het filament helemaal droog is.
• Vochtgerelateerde problemen: Droog het filament opnieuw en bewaar het afgesloten met droogmiddel wanneer u niet print. Gebruik een filamentdroger als de luchtvochtigheid constant hoog is. Overweeg een filamentmix die beter bestand is tegen vocht.
• Temperatuurschommelingen: PID-afstemming van hotends na upgrades. Controleer of de thermokoppels goed contact maken met de hotends. Verbeter de isolatie van de behuizing bij temperatuurschommelingen.
• Mechanische storingen: Verhoog de vuldichtheid of gebruik een koolstof/glasvezelversterkt nyloncomposiet voor extra stevigheid. Optimaliseer de oriëntatie van de onderdelen op het bed om de krachten slimmer te verdelen.

Volg alle relevante gebruiksrichtlijnen, inclusief ventilatievereisten en afvalverwerkingsprocedures.

Laatste gedachten

De indrukwekkende sterkte, flexibiliteit, hittebestendigheid en oppervlakteafwerking van nylon maken het mogelijk om duurzame, echte onderdelen in 3D te printen die qua prestaties vergelijkbaar zijn met spuitgieten. Vochtbeheersing, printerupgrades, geoptimaliseerde printinstellingen en nabewerkingstechnieken zijn echter voorwaarden om deze voordelen te benutten. Wanneer nauwgezette protocollen worden gevolgd, kunnen gebruikers in alle sectoren profiteren van de mogelijkheden van nylon voor duurzame, functionele prototypes, robotcomponenten en eindproducten die mechanische slijtage vertonen. Naarmate materiaalformuleringen en printermogelijkheden verder worden verbeterd, zullen de toegankelijkheid en impact van nylon in de productiesector blijven toenemen.

Lees meer

• QIDI Nieuwe Filamenten
• Handleiding voor 3D-printmaterialen: innoveer uw productie
• FDM 3D-printen: hoe het werkt, toepassingen en toekomst