Gids voor 3d-printen met nylon
Table of Contents
- Wat is nylon voor 3D-printen?
- Belangrijkste eigenschappen van nylon voor 3D-printen
- Veel voorkomende toepassingen van nylon bij 3D-printen
- Hoe u zich kunt voorbereiden op het afdrukken met nylon
- Nylon afdrukinstellingen
- Naverwerking van nylonafdrukken
- Veel voorkomende problemen oplossen met 3D-printen met nylon
- Laatste gedachten
- Lees verder
Nylonfilament maakt duurzame 3D-geprinte onderdelen mogelijk dankzij de sterkte, flexibiliteit, hitte en slagvastheid die traditionele kunststoffen overtreft. Het benutten van deze eigenschappen stelt echter specifieke eisen: van printerupgrades tot de juiste opslag en verwerking. Door deze factoren goed te krijgen, ontstaat een veelzijdige thermoplast die geavanceerde gebruikers in staat stelt functionele prototypes, robotcomponenten en eindgebruiksonderdelen te produceren die de kwaliteit van spuitgieten evenaren. Deze handleiding behandelt eigenschappen, toepassingen, voorbereiding, optimale printinstellingen en tips voor probleemoplossing voor succesvol printen met nylon.
Wat is nylon voor 3D-printen?
Nylon verwijst naar een familie van robuuste, op polyamide gebaseerde thermoplastische materialen zeer geschikt voor het printen van duurzame onderdelen die in de loop van de tijd mechanische spanningen kunnen weerstaan. Nylon heeft een hogere sterkte, hittebestendigheid en flexibiliteit in vergelijking met 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 6 koolstofatomen gepolymeriseerd met aminozuren. Bekend om de betaalbaarheid en het vermogen om een uitgebalanceerde reeks 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 substantiële toenamen in stijfheid, stijfheid en treksterkte ten koste van brosser gedrag.
- Glasvezelversterkt nylon:Verhoogt ook de sterkte aanzienlijk, terwijl meer van de oorspronkelijke ductiliteit en buigeigenschappen van puur nylon behouden blijft.
Belangrijkste eigenschappen van nylon voor 3D-printen
Nylon onderscheidt zich van conventionele 3D-geprinte kunststoffen dankzij:
- Superieure duurzaamheid: Uitstekende treksterkte en rekweerstand om mechanische slijtage in de loop van de tijd te weerstaan zonder te barsten of te vervormen.
- Inherente flexibiliteit: Elasticiteit is geweldig voor onderdelen met klikbevestiging, stevige, levende scharnieren en schokbestendigheid.
- Thermisch uithoudingsvermogen: Bestand tegen hoge temperaturen van meer dan 180 °C, waardoor tests van prototypen van onderdelen onder realistische bedrijfsomstandigheden mogelijk zijn..
- Vochtresponsiviteit: Standaard nylons absorberen snel vocht, maar gespecialiseerde nylons zoals Qidi UltraPA hebben een aanzienlijk lagere vochtabsorptiesnelheid, waardoor hun maatvastheid en mechanische eigenschappen worden verbeterd.
- Chemische weerstand: Heeft een matige weerstand tegen oliën, vetten, oplosmiddelen en alkaliën voor betrouwbaarheid in verschillende praktijkomgevingen.
- Sterkste laaghechtprestaties: Qidi UltraPA vertoont een verbeterde laaghechting, wat resulteert in sterkere geprinte onderdelen vergeleken met die gemaakt met traditionele materialen zoals ABS en PLA.
De uitgebalanceerde combinatie van sterkte, flexibiliteit en thermische/chemische hantering maakt nylon tot een veelzijdige materiaalkeuze bij het streven naar veerkrachtige functionele onderdelen die stress en schokken kunnen verdragen in toepassingen in de echte wereld.
Veel voorkomende toepassingen van nylon bij 3D-printen
De uitgebalanceerde materiaaleigenschappen van nylon maken het een van de meest veelzijdige kunststoffen voor het 3D-printen van functionele componenten uit de echte wereld in verschillende industrieën.
- Technische prototypes en conceptmodellen- Met nylon kunnen prototypes worden getest in realistische omgevingen, waarbij ze de verwachte belastingen, schokken of thermische omstandigheden ondergaan zonder voortijdige breuk. Dit geeft vertrouwen in het ontwerp voordat er in metalen mallen wordt geïnvesteerd.
- Productieonderdelen voor eindgebruik in kleine volumes - Voor niet-kritieke componenten zoals katrollen, tandwielen en handgrepen biedt nylon een spuitgietachtige duurzaamheid terwijl hoge matrijskosten worden vermeden. De weerstand tegen vermoeidheid en slijtage maakt het ideaal voor componenten die constante beweging en wrijving ervaren.
- Robotica componenten- Dankzij de flexibiliteit van nylon zijn geprinte robotonderdelen zoals chassis, armen en steunen betrouwbaar bestand tegen crashes en botsingen tijdens de ontwikkeling. Dit maakt een snelle ontwerpiteratie mogelijk.
- Auto-interieur en niet-kritieke onderdelen- Uitstekende weerstand tegen hitteveroudering, geschikt voor nylon voor vervanging van componenten zoals interieurbekleding, kanalen en onderdelen van het ventilatiesysteem die na jarenlang gebruik goed bestand moeten zijn tegen blootstelling aan de zon.
Van vroege prototyping tot en met componenten voor eindgebruik, nylon maakt iteratief ontwerp mogelijk en maakt tegelijkertijd productiegebruik mogelijk wanneer sterkte en milieubestendigheid worden gewaardeerd boven absolute precisie.
Hoe u zich kunt voorbereiden op het afdrukken met nylon
Het op de juiste manier voorbereiden van nylonfilament, het printbedoppervlak en uw printer bepalen het succes versus de kopzorgen bij het printen. De belangrijkste stappen zijn onder meer:
1. Nylonfilament bewaren
Omdat nylonpolymeer na verloop van tijd gemakkelijk vocht uit de lucht absorbeertmoet ongebruikt filament met zorg worden bewaard om voortijdige degradatie te voorkomen:
- Sluit spoelen 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 wordt blootgesteld aan lucht, gebruik het dan sneller in plaats van spoelen met een onbekende geschiedenis te sparen
- Overweeg het gebruik van commerciële filamentdroogkasten zoals de Qidi filament droogkast, dat niet alleen een uitgebreide stof- en vochtbestendige afdichting biedt om de filamentdroogheid te behouden en de levensduur te verlengen, maar ook compatibel is met de meeste 3D-printfilamentmerken die op de markt verkrijgbaar zijn.
2. Filament drogen vóór het afdrukken
Gloeidraad dat omgevingsvocht heeft geabsorbeerd, veroorzaakt talloze printfouten, van sijpelen/strepen tot cosmetische problemen en ernstig verzwakte mechanische eigenschappen. Effectieve droogmethoden vóór het afdrukken zijn onder meer:
- Ovendrogen op een spoelhouder bij 50-60C gedurende 4-8 uurs gebaseerd op nylontype
- Laat het filament weer volledig afkoelen voordat u het in uw printer laadt om papierstoringen te voorkomen
3. Printerwijzigingen
Om goed om te gaan met de thermische behoeften van nylon en om kromtrekken van onderdelen te voorkomen, worden enkele printeraanpassingen geadviseerd:
- Installeer een volledig metalen hotend die betrouwbaar kan verwarmen 260-280CC mondstuktemperaturen voor schone extrusie
- Upgrade tussendoor naar een verwarmd printbed 60-100CC ter ondersteuning van de hechting van de eerste laag
- Bouw een geïsoleerde behuizing rond het printgebied om de kamertemperaturen op peil te houden met minder verstoring van de luchtstroom
Door een verwarmd bed plus kamer te combineren met aanvullende oppervlaktebehandelingen zoals lijmen of slurries, is een uitstekende hechting van de eerste laag mogelijk.
Nylon afdrukinstellingen
Het correct configureren van de printinstellingen is van cruciaal belang om de materiaaleigenschappen van nylon te benutten in sterke, functionele geprinte onderdelen. De volgende aanbevelingen bieden richtlijnen gericht op kwaliteit en betrouwbaarheid.
1. Mondstuk- en bedtemperaturen
- Mondstuk: 250-320CC voorkomt verstoppingen en verbetert de hechting van de lagen. De optimale temperatuur is afhankelijk van de printsnelheid.
- Bed: 80-110CC ondersteunt de hechting. Standaard nylons binden zich in het lagere bereik. Voor additieven zijn hogere temperaturen nodig 100CC.
2. Afdruksnelheid
- Verlaag de rijsnelheid tot 40-60 mm/s voor de beste nauwkeurigheid en uitstraling. Snellere afkoeling kan kromtrekkingen veroorzaken.
- Lagere printsnelheden van ongeveer 40 mm/s verbeteren de hechtsterkte tussen de lagen aanzienlijk.
3. Laaghoogte
- 1-0,2 mm voor de hoogste resolutie met standaard nylons
- Met koolstof/glas versterkte mengsels kunnen betrouwbaar printen op een laaghoogte van 0,3 mm.
4. Bedadhesiemethoden
Naast een verwarmd bed kunnen nog andere hulpmiddelen de hechting van de eerste laag verbeteren:
- Licht geschuurde PEI-vellen werken goed voor het plakken van nylon
- Verdunde PVA/houtlijm dun op het printoppervlak aangebracht
- ABS-filament opgelost in aceton en vervolgens op het bed aangebracht
5. Behuizingstemperatuur
- Behouden 60-65CC 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 voor het minimaliseren van defecten:
- 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 na het verwijderen van de print uit te gloeien in een temperatuuroven
Het optimaliseren van deze printinstellingen 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 correct ingesteld, biedt nylon een sprong in de consistentie en betrouwbaarheid van geprinte onderdelen, die de verhoogde installatie-inspanning zeker waard zijn.
Naverwerking van nylonafdrukken
Hoewel nylonprints direct na het printen indruk maken, kan aanvullende nabewerking de esthetiek, eigenschappen en waargenomen kwaliteit verbeteren. Gebruik deze technieken indien nodig voor uw toepassing.
1. Afkoelen en verwijderen van het printbed
Laat de afdrukken afkoelen tot 60 °C of lager voordat u ze verwijdert. Voorzichtigheid is geboden omdat restwarmte ervoor kan zorgen dat onderdelen bij ruwe behandeling barsten..
2. Ondersteuning verwijderen
Clippers werken om gemakkelijkere ondersteunende structuren te verwijderen. Oplosbare PVA-dragers werken ook effectief met nylon.
3. Oppervlakken schuren en gladmaken
Nylon reageert goed op het gladstrijken of schuren/polijsten voor een glanzend uiterlijk dat kan wedijveren met spuitgegoten onderdelen.
4. Nylonafdrukken verven of verven
Zonder toevoegingen hebben nylons de neiging verf en verf goed op te nemen als ze eerst goed worden gewassen en voorbereid. Primers verhogen ook de hechting van de verf.
5. Gladmaken met chemische oplosmiddelen
Chemische baden in D-Limoneen-oplossing maak het printoppervlak mooi glad, Nylon lost echter veel langzamer op dan andere materialen zoals ABS, dus er zijn langere belichtingstijden nodig. Goede veiligheidsmaatregelen zijn verplicht.
Nabewerking biedt een andere mogelijkheid om nylonprints aan te passen om uw ideale uiterlijk en prestatiedoelen te bereiken. Profiteer van de kneedbaarheid van nylon als het gaat om afwerkingstechnieken.
Veel voorkomende problemen oplossen met 3D-printen met nylon
Volg dit advies om veelvoorkomende problemen met het printen van nylon op te lossen:
- Mislukkingen van kromtrekken en hechting van het bed: Verhoog de temperatuur van het verwarmde bed, vertraag de printsnelheid en probeer aanvullende adhesiehulpmiddelen zoals lijm of slurries. Sluit de printer af om koeltocht te voorkomen. Om specifiek het probleem van kromtrekken aan te pakken, hebben veel geavanceerde 3D-printermerken zoals QIDI TECH dit overgenomen actieve kamerverwarmingssystemen.
- Sijpelen en bespannen: Verklein de terugtrekafstanden tot 4-6 mm en de minimale laagtijd tot 10-15 seconden om sijpelproblemen tegen te gaan. Controleer of het filament volledig droog is.
- Vochtgerelateerde problemen: Droog het filament opnieuw en bewaar het afgesloten met een droogmiddel als je niet aan het printen bent. Gebruik een filamentdroger als de omgevingsvochtigheid constant hoog is. Overweeg een meer vochtbestendig filamentmengsel.
- Temperatuurschommelingen: PID-tune hotends na upgrades. Controleer of de thermokoppels stevig contact maken met de hotends. Verbeter de isolatie van de behuizing als de temperatuur verandert.
- Mechanische storingen: Verhoog de vuldichtheid of gebruik een koolstof/glasversterkt nyloncomposiet voor extra sterkte. 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 3D-printen mogelijk van duurzame, echte onderdelen die vergelijkbaar zijn met spuitgieten. Vochtbeheersing, printerupgrades, afgestemde printinstellingen en nabewerkingstechnieken zijn echter voorwaarden om deze voordelen te kunnen benutten. Wanneer nauwgezette protocollen worden gevolgd, kunnen gebruikers in alle sectoren het potentieel van nylon benutten voor langdurige functionele prototypes, robotica-componenten en productiestukken voor eindgebruik die mechanische slijtage vertonen. Naarmate materiaalformuleringen en printermogelijkheden verder toenemen, zullen de toegankelijkheid en impact van nylon in de hele productie blijven toenemen.