Gids voor 3D -printen met nylon

Nylonfilament maakt duurzame 3D-geprinte onderdelen mogelijk dankzij de sterkte, flexibiliteit, hitte- en slagvastheid die traditionele kunststoffen overtreffen. Het benutten van deze eigenschappen brengt echter specifieke vereisten met zich mee - van printerupgrades tot de juiste opslag en verwerking. Door deze factoren goed te regelen, wordt een veelzijdige thermoplast ontsloten waarmee geavanceerde gebruikers functionele prototypes, robotcomponenten en eindgebruiksonderdelen kunnen produceren die kunnen wedijveren met de kwaliteit van spuitgieten. Deze gids behandelt eigenschappen, toepassingen, voorbereiding, optimale printinstellingen en tips voor het oplossen van problemen voor 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 spanningen in de loop van de tijd. Nylon heeft een hogere sterkte, hittebestendigheid en flexibiliteit vergeleken met veelgebruikte 3D-printkunststoffen zoals ABS en PLA.

Er zijn twee hoofdtypen nylonfilamenten:

• Nylon 6 (Polyamide 6 of PA6): De populairste optie, gemaakt van een 6-koolstofatoomketen gepolymeriseerd met aminozuren. Bekend om betaalbaarheid en het vermogen om een ​​uitgebalanceerde set mechanische eigenschappen te bereiken.
• Nylon 12 (Polyamide 12 of PA12): Biedt nog meer flexibiliteit en slagvastheid dankzij de langere ketens van 12 koolstofatomen per polymeer.

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

• Met koolstofvezel versterkt nylon:Biedt een aanzienlijke toename in stijfheid, starheid en treksterkte, ten koste van brozer gedrag.
• Glasvezelversterkt nylon:Verhoogt bovendien de sterkte aanzienlijk, terwijl de natuurlijke ductiliteit en buigeigenschappen 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-vaste onderdelen, stevige scharnieren en schokbestendigheid.
• Thermische duurzaamheid: Bestand tegen temperaturen van meer dan 180°C, waardoor prototypes van onderdelen onder realistische bedrijfsomstandigheden kunnen worden getest.
• Vochtgevoeligheid: Standaard nylons nemen snel vocht op, maar speciale nylons zoals Qidi UltraPA hebben een aanzienlijk lagere vochtopname, 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 praktijkomgevingen.
• 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 tot een veelzijdige materiaalkeuze voor veerkrachtige, functionele onderdelen die bestand zijn tegen spanning en stoten in echte toepassingen.

Veelvoorkomende toepassingen van nylon bij 3D-printen

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

• Engineering prototypes en conceptmodellen- Nylon maakt het mogelijk om prototypes te testen in realistische omgevingen, waarbij ze de verwachte belastingen, impacts of thermische omstandigheden ondergaan zonder voortijdige breuk. Dit geeft vertrouwen in het ontwerp voordat u investeert in metalen mallen.
• Onderdelen voor eindgebruik in kleine volumes - Voor niet-kritische componenten zoals katrollen, tandwielen en handgrepen biedt nylon een spuitgietachtige duurzaamheid, terwijl hoge malkosten worden vermeden. Weerstand tegen vermoeidheid 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 crashes en botsingen tijdens de ontwikkeling. Dit vergemakkelijkt snelle ontwerpiteraties.
• Auto-interieur en niet-kritieke onderdelen- Uitstekende bestendigheid tegen veroudering door hitte, geschikt voor het vervangen van onderdelen zoals interieurbekleding, kanalen en ventilatiesystemen die jarenlang bestand moeten zijn tegen blootstelling aan de zon.

Van het eerste prototype 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 bereid je je voor op het printen met nylon

Het goed voorbereiden van nylon filament, het printbedoppervlak en uw printer bepalen succes versus hoofdpijn bij het printen. Belangrijke stappen zijn:

1. Nylonfilament bewaren

Omdat nylonpolymeer na verloop van tijd gemakkelijk vocht uit de lucht absorbeert, ongebruikt 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, gebruik het dan sneller dan spoelen met onbekende geschiedenis te bewaren
• Overweeg het gebruik van commerciële filamentdrogerboxen zoals de Qidi filamentdrogerbox, dat 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:

• Ovendrogen op een spoelhouder bij 50-60°C gedurende 4-8 uur gebaseerd op nylon type
• 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 handhaven met minder verstoring van de luchtstroom

Door een verwarmd bed en kamer te combineren met extra oppervlaktevoorbereidingen zoals lijm of slurry, kan de eerste laag uitstekend hechten aan de print.

Nylon Print-instellingen

Het correct 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. Nozzle- en bedtemperaturen

• Mondstuk: 250-320°C voorkomt verstoppingen en verbetert de laaghechting. Optimale temperatuur is afhankelijk van de printsnelheid.
• Bed: 80-110°C ondersteunt hechting. Standaard nylons hechten in het lagere bereik. Additieven vereisen hogere temperaturen die naderen 100°C.

2. Afdruksnelheid

• Verminder de reissnelheid tot 40-60 mm/s voor de beste nauwkeurigheid en uitstraling. Snellere koeling 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/glas versterkte mengsels kunnen betrouwbaar worden geprint met laagdiktes van 0,3 mm.

4. Bedhechtingsmethoden

Naast een verwarmd bed kunnen ook 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 kamertemperatuur actief te bewaken
• Isolatiepanelen voorkomen drastische schommelingen in de luchttemperatuur

6. Voorkomen van kromtrekken en delaminatie

Geleidelijke, consistente 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 gloeien nadat u deze hebt verwijderd

Het optimaliseren van deze afdrukinstellingen vereist meer aandacht dan routine PLA of ABS banen, vormt echter de basis om de indrukwekkende sterkte en het thermische gedrag van nylon om te zetten in duurzame componenten. Wanneer het correct wordt ingesteld, biedt nylon een sprong in consistentie en betrouwbaarheid van geprinte onderdelen die de extra inspanning voor de installatie meer dan 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. Koelen en verwijderen van het printbed

Laat de afdrukken afkoelen tot 60°C of lager voordat u ze verwijdert. Voorzichtigheid is geboden, want restwarmte kan onderdelen gevoeliger maken voor scheuren als ze ruw worden behandeld.

2. Ondersteuning verwijderen

Clippers werken om gemakkelijker ondersteunende structuren te verwijderen. Oplosbare PVA-steunen werken ook effectief met nylon.

3. Oppervlakken schuren en gladmaken

Nylon is goed bestand tegen gladstrijken met stoom of 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 als ze eerst goed gewassen en voorbereid zijn. Primers verhogen ook de hechting van verf.

5.Chemisch oplosmiddel gladmaken

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

Nabewerking biedt een andere mogelijkheid om nylon prints aan te passen om uw ideale uiterlijk en prestatiedoelen te bereiken. Profiteer van de kneedbaarheid van nylon als het gaat om afwerkingstechnieken.

Problemen met 3D-nylonprinten oplossen

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

• Kromtrekken en gebrekkige hechting van het bed: Verhoog de temperatuur van het verwarmde bed, vertraag de printsnelheid en probeer extra hechthulpmiddelen zoals lijm of slurries. Sluit de printer af om afkoeling te voorkomen. Om specifiek het probleem van kromtrekken aan te pakken, hebben veel geavanceerde 3D-printermerken zoals QIDI TECH bovendien actieve kamerverwarmingssystemen.
• Sijpelen en rijgen: Verlaag de terugtrekafstand tot 4-6 mm en de minimale laagtijden tot 10-15 seconden om lekkageproblemen tegen te gaan. Controleer of het filament helemaal droog is.
• Vochtgerelateerde problemen: Filament opnieuw drogen en afgesloten met droogmiddel bewaren wanneer u niet print. Gebruik een filamentdroger als de omgevingsvochtigheid constant hoog is. Overweeg een filamentmix die beter bestand is tegen vocht.
• Temperatuurschommelingen: PID-afstemming hotends na upgrades. Controleer of thermokoppels stevig contact maken met hotends. Verbeter de isolatie van de behuizing als de temperaturen veranderen.
• Mechanische storingen: Verhoog de infilldichtheid of gebruik een koolstof/glasversterkt nyloncomposiet voor extra stevigheid. Optimaliseer de oriëntatie van het onderdeel op het bed om 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 vergelijkbaar zijn met spuitgieten. Vochtbeheersing, printerupgrades, afgestemde printinstellingen en nabewerkingstechnieken zijn echter vereisten om deze voordelen te benutten. Wanneer nauwkeurige protocollen worden gevolgd, kunnen gebruikers in alle sectoren gebruikmaken van het potentieel van nylon voor langdurige functionele prototypes, roboticacomponenten en eindproducten die mechanische slijtage vertonen. Naarmate materiaalformuleringen en printermogelijkheden verder evolueren, zal de toegankelijkheid en impact van nylon in de productie blijven toenemen.

Lees meer

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