Știri
Introducere
Nylon 6, o poliamidă semi-cristalină derivată din caprolactam, este utilizată pe scară largă în aplicațiile industriale, datorită proprietăților mecanice superioare, stabilității termice și rezistenței chimice. Pe măsură ce tehnologiile de fabricație aditivă evoluează, utilizarea termoplastice de calitate inginerească precum nylon 6 în imprimarea 3D câștigă interes. Cu toate acestea, tipărirea 3D Nylon 6 prezintă provocări specifice datorită comportamentului său material. Acest articol oferă o analiză aprofundată a viabilității, limitărilor și potențialului de nylon 6 în imprimarea 3D.
1. Înțelegerea nylonului 6: Proprietăți materiale
Nylon 6 oferă rezistență ridicată la tracțiune, rezistență la impact și rezistență excelentă la uzură. Caracteristicile cheie includ:
Punct de topire: ~ 220–225 ° C.
Temperatura de tranziție a sticlei (TG): ~ 50 ° C
Absorbția umidității: până la 9% în greutate
Comportament mecanic: o bună rezistență la duritate și la oboseală
Rezistență chimică: puternică împotriva uleiurilor, solvenților și a majorității substanțelor chimice
Aceste proprietăți fac nylon 6 ideal pentru piese mecanice, angrenaje, rulmenți și componente structurale.
2. Provocări în tipărirea 3D Nylon 6
Deși nylon 6 este favorabil în scopuri de inginerie, nu este optimizat în mod inerent pentru imprimarea 3D. Principalele provocări includ:
a) Deverping și contracție ridicată
Nylon 6 prezintă cristalinitate semnificativă, ceea ce duce la o contracție termică substanțială în timpul răcirii.
Fără o cameră încălzită și un mediu de imprimare adecvat, piesele se pot delita sau se deforma.
b) Sensibilitate la umiditate
Nylon 6 este higroscopic, absorbând rapid umiditatea din aer.
Chiar și o ușoară umiditate poate duce la o calitate slabă a imprimării datorită hidrolizei în timpul extrudării, ceea ce provoacă bubule și straturi slabe.
c) temperaturi ridicate de imprimare
Extruziunea necesită de obicei temperaturi de 250-270 ° C.
Acest lucru necesită capete și paturi de imprimare a tuturor metalurilor, capabile să susțină 90-110 ° C.
3. Soluții tehnologice și inovații materiale
Pentru a depăși aceste limitări, mai multe progrese au făcut ca Nylon 6 să fie mai accesibil pentru producția de aditivi:
a) amestecuri de materiale și copolimeri
Producătorii creează amestecuri de nylon 6 cu aditivi (de exemplu, fibre de sticlă, fibră de carbon sau elastomeri) pentru a îmbunătăți imprimabilitatea, a reduce deformarea și a îmbunătăți stabilitatea dimensională.
Nylon 6/6 și nylon 12 sunt uneori utilizate ca alternative datorate absorbției mai mici a umidității și contracției reduse.
b) sisteme de uscare și depozitare
Filamentul trebuie să fie uscat bine înainte de utilizare (de obicei 80 ° C timp de 6–8 ore).
Uscătoarele de filament specializate și soluțiile de depozitare sigilate sunt acum utilizate în mod obișnuit.
c) Camere încălzite și imprimante avansate FFF
Imprimantele FFF de calitate industrială (fabricarea filamentelor fuzionate) cu camere de construcție încălzite atenuează deformarea controlând temperatura ambiantă.
Imprimante închise și paturi de imprimare cu ajutoare de aderență (de exemplu, lipici PVA, foi PEI) îmbunătățesc lipirea stratului și stabilitatea pieselor.
4. Metode de imprimare 3D pentru Nylon 6
a) Fabricarea filamentului fuzionat (FFF/FDM)
Cea mai accesibilă metodă pentru nylon 6.
Necesită duze întărite pentru variantele consolidate cu fibre din cauza abraziunii.
b) Sintering laser selectiv (SLS)
Mai bine potrivită pentru forme de pulbere din nylon 6.
Permite geometrii complexe și elimină structurile de susținere.
Oferă proprietăți mecanice superioare și izotropie.
c) inovații de extrudare a materialelor
Sistemele multi-materiale permit imprimarea nylonului 6 cu materiale de suport, cum ar fi PVA sau Breakaway Support.
Duzele încălzite cu mai multe zone îmbunătățesc controlul debitului.
5. Aplicații industriale
Datorită performanței sale robuste, Nylon 6 tipărit 3D utilizează în:
Automotive: componente, conducte și clipuri sub capotă
Aerospațial: paranteze, incinte și componente de cabină
Fabricare: jiguri, accesorii, unelte și piese de utilizare finală
Bunuri de consum: angrenaje de înaltă performanță, echipamente sportive și purtabile
6. Cele mai bune practici pentru imprimarea de succes din nylon 6
Filament pre-uscat: Utilizați un uscător dedicat sau coaceți la 80 ° C timp de cel puțin 6 ore.
Configurarea imprimantei: Utilizați o imprimantă închisă cu o cameră încălzită (≥60 ° C), Hotend (≥260 ° C) și pat (≥100 ° C).
Viteza de imprimare: viteză moderată (30–60 mm/s) pentru a asigura aderența stratului.
Primul strat de aderență: folosiți stick de lipici, foaie PEI sau suprafețe de construire a tarolitului.
Post-procesare: piesele de recoacere pot cristaliza în continuare nylon 6 pentru o rezistență sporită.
Concluzie
Nylon 6 poate fi într -adevăr tipărit 3D, deși necesită o manipulare atentă a materialelor și echipamente specializate. Progresele recente în formulările de filament, tehnologia imprimantei și știința materialelor au făcut din ce în ce mai posibilă utilizarea Nylon 6 în fluxurile de lucru pentru producția de aditivi profesioniști. Pentru industriile care necesită materiale de înaltă performanță în prototipuri funcționale sau componente de utilizare finală, Nylon 6 prezintă o opțiune convingătoare-provocările sale sunt abordate în mod corespunzător.
