Руководство по 3D-печати нейлоном
Table of Contents
- Что такое нейлон для 3D-печати?
- Основные свойства нейлона для 3D-печати
- Распространенные применения нейлона в 3D-печати
- Как подготовиться к печати на нейлоне
- Настройки печати на нейлоне
- Постобработка нейлоновых отпечатков
- Устранение распространенных проблем с 3D-печатью из нейлона
- Заключительные мысли
- Читать далее
Нейлоновая нить позволяет изготавливать долговечные детали с помощью 3D-печати благодаря прочности, гибкости, термостойкости и ударопрочности, превосходящим показатели традиционных пластиков. Однако использование этих свойств предъявляет особые требования — от модернизации принтера до надлежащего хранения и обработки. Правильное использование этих факторов открывает универсальный термопластик, позволяющий продвинутым пользователям производить функциональные прототипы, компоненты роботов и конечные детали, соперничающие по качеству с литьем под давлением. В этом руководстве рассматриваются свойства, области применения, подготовка, оптимальные настройки печати и советы по устранению неполадок для успешной печати с использованием нейлона.
Что такое нейлон для 3D-печати?
Нейлон относится к семейству прочных термопластичных материалов на основе полиамида. хорошо подходит для печати прочных деталей, способных выдерживать механические нагрузки с течением времени. Нейлон обладает более высокой прочностью, термостойкостью и гибкостью по сравнению с широко используемыми пластиками для 3D-печати, такими как ABS и PLA.
Существует два основных типа нейлоновых нитей:
- Нейлон 6 (полиамид 6 или ПА6): Самый популярный вариант, изготовленный из 6-атомной цепи углерода, полимеризованной с аминокислотами. Известен своей доступностью и способностью достигать сбалансированного набора механических свойств.
- Нейлон 12 (полиамид 12 или ПА12): Обеспечивает еще большую гибкость и ударопрочность благодаря более длинным цепям из 12 атомов углерода на полимер.
Нейлоновые нити также может быть армирован другими материалами для улучшения свойств:
- Нейлон, армированный углеродным волокном:Обеспечивает существенное увеличение жесткости, упругости и прочности на разрыв за счет большей хрупкости.
- Нейлон, армированный стекловолокном:Также значительно повышает прочность, сохраняя при этом большую часть свойственной чистому нейлону пластичности и характеристик изгиба.
Основные свойства нейлона для 3D-печати
Нейлон отличается от обычных пластиков для 3D-печати благодаря:
- Превосходная долговечность: Отличная прочность на разрыв и сопротивление удлинению, позволяющие выдерживать механический износ с течением времени без растрескивания и деформации.
- Внутренняя гибкость: Эластичность отлично подходит для деталей с защелкивающимся креплением, прочных шарниров и ударопрочности.
- Термическая стойкость: Выдерживает высокие температуры свыше 180°C, что позволяет проводить испытания прототипов деталей в реалистичных условиях эксплуатации.
- Реакция на влагу: Стандартные нейлоны быстро впитывают влагу, но специализированные нейлоны, такие как Qidi UltraPA, имеют значительно более низкую скорость впитывания влаги, что повышает их размерную стабильность и механические свойства.
- Химическая стойкость: Обладает умеренной устойчивостью к маслам, смазкам, растворителям и щелочам, что обеспечивает надежность в различных реальных условиях.
- Самая прочная склейка слоев: Qidi UltraPA демонстрирует улучшенную адгезию слоев, что обеспечивает получение более прочных напечатанных деталей по сравнению с деталями, изготовленными из традиционных материалов, таких как ABS и PLA.
Сбалансированное сочетание прочности, гибкости и термической/химической обработки делает нейлон универсальным материалом для создания прочных функциональных деталей, способных выдерживать нагрузки и удары в реальных условиях эксплуатации.
Распространенные применения нейлона в 3D-печати
Сбалансированные свойства нейлона делают его одним из самых универсальных пластиков для 3D-печати реальных функциональных компонентов в различных отраслях промышленности.
- Инженерные прототипы и концептуальные модели- Нейлон позволяет испытывать прототипы в реалистичных условиях, подвергая их ожидаемым нагрузкам, ударам или термическим условиям без преждевременной поломки. Это обеспечивает уверенность в конструкции перед инвестированием в металлические формы.
- Мелкосерийное производство деталей для конечного использования - Для некритических компонентов, таких как шкивы, шестерни и ручки, нейлон обеспечивает прочность, подобную литью под давлением, избегая при этом высоких затрат на литье. Устойчивость к усталости и износу делает его идеальным для компонентов, которые постоянно движутся и подвергаются трению.
- Компоненты робототехники- Гибкость нейлона позволяет напечатанным частям робота, таким как шасси, руки и крепления, надежно выдерживать падения и столкновения во время разработки. Это способствует быстрой итерации дизайна.
- Интерьер автомобиля и некритические детали- Отличная стойкость к тепловому старению делает нейлон подходящим для замены таких компонентов, как элементы внутренней отделки, воздуховоды и детали вентиляционных систем, которые должны выдерживать воздействие солнечных лучей в течение многих лет эксплуатации.
От ранних прототипов до конечных компонентов нейлон позволяет проводить итеративное проектирование, а также обеспечивает возможность использования в производстве, когда прочность и устойчивость к воздействию окружающей среды ценятся выше абсолютной точности.
Как подготовиться к печати на нейлоне
Правильная подготовка нейлоновой нити, поверхности печатной платформы и вашего принтера определит успех или головную боль при печати. Ключевые шаги включают:
1. Хранение нейлоновой нити
Так как нейлоновый полимер со временем легко впитывает влагу из воздухаНеиспользованную нить следует хранить с осторожностью, чтобы предотвратить преждевременную деградацию:
- Упаковывайте катушки в герметичные пакеты или контейнеры. с большим количеством пакетов с осушителем для активного поглощения влаги
- Для длительного хранения, охватывающего месяцы, Вакуумные пакеты — самый надежный метод защиты.
- Если нить подверглась воздействию воздуха, используйте ее быстрее, чем сохранять катушки с неизвестной историей.
- Рассмотрите возможность использования коммерческих сушилок для нитей такие как Сушильная камера для нитей Qidi, который не только обеспечивает комплексную пыле- и влагонепроницаемую герметизацию, сохраняя нить сухой и продлевая срок ее службы, но и совместим с большинством марок нитей для 3D-печати, доступных на рынке.
2. Сушка нити перед печатью
Нить накала впитавшая влагу из окружающей среды, приводит к появлению множества дефектов печати: от подтекания/провисания до косметических проблем и значительного ухудшения механических свойств. Эффективные методы сушки перед печатью включить:
- Сушка в духовке на держателе катушки при 50-60°C в течение 4-8 часов на основе нейлонового типа
- Дайте нити полностью остыть перед загрузкой в принтер, чтобы избежать замятий.
3. Модификации принтера
Чтобы должным образом удовлетворить тепловые потребности нейлона и предотвратить деформацию деталей, рекомендуется выполнить некоторые настройки принтера:
- Установите цельнометаллический нагревательный элемент, способный надежно нагревать 260-280°С температуры сопла для чистой экструзии
- Переходите на подогреваемую платформу для печати 60-100°С для поддержки адгезии первого слоя
- Создайте изолированное ограждение вокруг зоны печати, чтобы поддерживать температуру в камере и не нарушать циркуляцию воздуха.
Сочетание подогреваемой платформы и камеры с дополнительными средствами подготовки поверхности, такими как клеи или суспензии, обеспечивает превосходное сцепление первого слоя с отпечатком.
Настройки печати на нейлоне
Правильная настройка параметров печати имеет решающее значение для использования свойств материала нейлон при изготовлении прочных и функциональных печатных изделий. Следующие рекомендации содержат рекомендации, ориентированные на качество и надежность.
1. Температура сопла и слоя
- Насадка: 250-320°С предотвращает засоры и улучшает сцепление слоев. Оптимальная температура зависит от скорости печати.
- Кровать: 80-110°С поддерживает адгезию. Стандартные нейлоны связываются в нижнем диапазоне. Добавки требуют более высоких температур, приближающихся к 100°С.
2. Скорость печати
- Уменьшите скорость перемещения до 40-60 мм/с для лучшей точности и внешнего вида. Более быстрое охлаждение может вызвать деформации.
- Более низкая скорость печати, около 40 мм/с, значительно улучшает прочность межслоевого сцепления.
3. Высота слоя
- 1-0,2мм для наивысшего разрешения со стандартными нейлоновыми нитями
- Смеси, армированные углеродом и стеклом, позволяют надежно печатать при высоте слоя 0,3 мм.
4. Методы приклеивания к слою
Наряду с подогревом, для улучшения прилипания первого слоя можно использовать и другие вспомогательные средства:
- Слегка отшлифованные листы PEI хорошо подходят для приклеивания нейлона.
- Разбавленный клей ПВА/клей для дерева наносится тонким слоем на поверхность печати.
- ABS-волокно растворяют в ацетоне, а затем наносят на платформу.
5. Температура корпуса
- Поддерживать 60-65°С внутренняя температура для минимального изменения охлаждения
- Используйте термопару для активного контроля температуры в камере.
- Теплоизоляционные панели предотвращают резкие колебания температуры воздуха
6. Предотвращение коробления и расслоения
Постепенное, равномерное охлаждение имеет решающее значение для минимизации дефектов:
- Дайте корпусу медленно остыть до комнатной температуры перед тем, как открывать.
- Избегайте направления охлаждающих вентиляторов на слои во время начальных проходов.
- Рассмотрите возможность отжига в печи после снятия отпечатка.
Оптимизация этих настроек печати требует больше внимания, чем обычная рутина. ПЛА или АБС jobs, однако, формирует основу для преобразования впечатляющей прочности и термического поведения нейлона в долговечные компоненты. При правильном подборе нейлон обеспечивает скачок в стабильности и надежности печатных деталей, что стоит увеличенных усилий по настройке.
Постобработка нейлоновых отпечатков
В то время как нейлоновые отпечатки производят впечатление сразу после печати, дополнительная постобработка может улучшить эстетику, свойства и воспринимаемое качество. Используйте эти методы по мере необходимости для вашего приложения.
1. Охлаждение и снятие с печатной платформы
Дайте отпечаткам остыть до 60°C или ниже перед извлечением. Необходимо соблюдать осторожность, так как остаточное тепло может сделать детали более склонными к растрескиванию при грубом обращении.
2. Удаление поддержки
Кусачки работают для удаления более легких опорных структур. Растворимые опоры из ПВА также эффективно работают с нейлоном.
3. Шлифовка и выравнивание поверхностей
Нейлон хорошо поддается паровой обработке или шлифовке/полировке, приобретая глянцевый вид, сопоставимый с деталями, полученными литьем под давлением.
4. Покраска или окрашивание нейлоновых принтов
Без добавок нейлоны, как правило, хорошо впитывают краску и краситель, если их сначала правильно помыть и подготовить. Грунтовки также повышают адгезию краски.
5.Химическое сглаживание растворителем
Химические ванны в растворе D-лимонена хорошо разгладить поверхность печати, Однако нейлон растворяется гораздо медленнее, чем другие материалы, такие как ABS, поэтому требуется более длительное время воздействия. Соблюдение надлежащих мер безопасности является обязательным.
Постобработка предоставляет еще один способ персонализации нейлоновых отпечатков для достижения идеального внешнего вида и эксплуатационных целей. Воспользуйтесь податливостью нейлона, когда дело доходит до методов отделки.
Устранение распространенных проблем с 3D-печатью из нейлона
Следуйте этим советам, чтобы решить распространенные проблемы с печатью на нейлоне:
- Деформация и нарушение сцепления со слоем: Увеличьте температуру подогреваемой платформы, уменьшите скорость печати и попробуйте дополнительные средства для улучшения адгезии, такие как клеи или суспензии. Закройте принтер, чтобы предотвратить сквозняки. Кроме того, чтобы специально решить проблему деформации, многие передовые бренды 3D-принтеров, такие как QIDI TECH, приняли активные системы отопления камер.
- Выделение и натяжение: Уменьшите расстояние втягивания до 4–6 мм и минимальное время нанесения слоя до 10–15 секунд, чтобы предотвратить просачивание. Проверьте, полностью ли высохла нить.
- Проблемы, связанные с влажностью: Повторно просушите нить и храните ее запечатанной с осушителем, когда не печатаете. Используйте сушилку для нити, если влажность воздуха постоянно высокая. Рассмотрите более влагостойкую смесь нити.
- Колебания температуры: PID-настройка хотэндов после обновлений. Проверьте, что термопары надежно контактируют с хотэндами. Улучшите изоляцию корпуса, если температура меняется.
- Механические неисправности: Увеличьте плотность заполнения или используйте углеродно-/стеклонаполненный нейлоновый композит для дополнительной прочности. Оптимизируйте ориентацию детали на станине, чтобы распределить силы более разумно.
Соблюдайте все соответствующие инструкции по эксплуатации, включая требования к вентиляции и процедуры обращения с отходами.
Заключительные мысли
Впечатляющая прочность, гибкость, термостойкость и качество поверхности нейлона позволяют производить на 3D-принтере долговечные реальные детали, не уступающие по качеству литью под давлением. Однако контроль влажности, модернизация принтера, настроенные параметры печати и методы постобработки являются предпосылками для использования этих преимуществ. При соблюдении скрупулезных протоколов пользователи в различных отраслях могут использовать потенциал нейлона для создания долговечных функциональных прототипов, компонентов робототехники и конечных производственных изделий, подверженных механическому износу. По мере дальнейшего развития формул материалов и возможностей принтеров доступность и влияние нейлона будут продолжать расти в производстве.