Správy
Zavedenie
Nylon 6, semikryštalický polyamid odvodený z kaprolaktamu, sa široko používa v priemyselných aplikáciách kvôli jeho vynikajúcim mechanickým vlastnostiam, tepelnej stabilite a chemickému odporu. Ako sa vyvíjajú výrobné technológie prísad, využívanie termoplastov inžinierstva, ako je nylon 6 v 3D tlači, získava záujem. 3D tlač Nylon 6 však predstavuje špecifické výzvy v dôsledku jej materiálneho správania. Tento článok poskytuje hĺbkový pohľad na životaschopnosť, obmedzenia a potenciál nylonu 6 v 3D tlači.
1. Porozumenie nylonu 6: Vlastnosti materiálu
Nylon 6 ponúka vysokú pevnosť v ťahu, odolnosť proti nárazu a vynikajúcu odolnosť proti opotrebeniu. Kľúčové charakteristiky zahŕňajú:
Bod topenia: ~ 220–225 ° C
Teplota prechodu skla (TG): ~ 50 ° C
Absorpcia vlhkosti: až 9% podľa hmotnosti
Mechanické správanie: dobrá húževnatosť a odolnosť proti únave
Chemická odolnosť: Silný proti olejom, rozpúšťadlám a väčšine chemikálií
Vďaka týmto vlastnostiam je nylon 6 ideálny pre mechanické časti, prevody, ložiská a konštrukčné komponenty.
2. Výzvy v 3D tlači Nylon 6
Zatiaľ čo nylon 6 je priaznivý pre inžinierske účely, nie je vo svojej podstate optimalizovaný pre 3D tlač. Primárne výzvy zahŕňajú:
a) Vysoké deformácie a zmršťovanie
Nylon 6 vykazuje významnú kryštalinitu, čo vedie k značnej tepelnej kontrakcii počas chladenia.
Bez vyhrievanej komory a správneho tlačového prostredia môžu diely delaminovať alebo osnoviť.
b) Citlivosť vlhkosti
Nylon 6 je hygroskopický a rýchlo absorbuje vlhkosť zo vzduchu.
Dokonca aj mierna vlhkosť môže viesť k zlej kvalite tlače v dôsledku hydrolýzy počas extrúzie, ktorá spôsobuje bublajúce a slabé vrstvy.
c) vysoké teploty tlače
Extrúzia zvyčajne vyžaduje teploty 250 - 270 ° C.
To si vyžaduje všetky kovové horúce konce a tlačové postele schopné udržať 90-110 ° C.
3. Technologické riešenia a materiálne inovácie
Aby sa tieto obmedzenia prekonali, niekoľko pokrokov sprístupnilo Nylon 6 prístupnejšie pre výrobu aditív:
a) zmesi materiálov a kopolymérov
Výrobcovia vytvárajú zmesi nylonu 6 s prísadami (napr. Sklenené vlákniny, uhlíkové vlákniny alebo elastoméry) na zlepšenie tlačiteľnosti, zníženie deformácie a zvýšenie rozmerovej stability.
Nylon 6/6 a nylon 12 sa niekedy používajú ako alternatívy v dôsledku nižšej absorpcie vlhkosti a zníženého zmršťovania.
b) sušenie a úložné systémy
Vlákno musí byť pred použitím dôkladne vysušené (zvyčajne 80 ° C počas 6–8 hodín).
V súčasnosti sa bežne používajú špecializované sušičky vlákna a zapečatené skladovacie roztoky.
c) vyhrievané komory a pokročilé tlačiarne FFF
Tlačiarne FFF (fúzované vlákna) s vyhrievanými komorami budov zmierňujú deformáciu reguláciou teploty okolia.
Priložené tlačiarne a tlačené postele s adhéznou pomôckou (napr. PVA lepidlo, listy PEI) zvyšujú spojenie vrstvy a stabilitu dielu.
4. Metódy 3D tlače pre nylon 6
a) Fúzovaná výroba vlákna (FFF/FDM)
Najprístupnejšia metóda pre nylon 6.
Vyžaduje tvrdené dýzy pre varianty vystužené z vlákien v dôsledku oderu.
b) Selektívne laserové sintrovanie (SLS)
Lepšie vhodné pre nylonové 6 práškové formy.
Umožňuje komplexné geometrie a eliminuje podporné štruktúry.
Ponúka vynikajúce mechanické vlastnosti a izotropiu.
c) inovácie na vytláčanie materiálu
Multi-materiálne systémy umožňujú tlač nylonu 6 s podpornými materiálmi, ako sú PVA alebo Breakaway Suppors.
Viac zónové vyhrievané dýzy zlepšujú reguláciu toku.
5. Priemyselné aplikácie
Vďaka svojmu robustnému výkonu 3D tlačený Nylon 6 nájde použitie v:
Automobilový priemysel: komponenty, kanály a klipy pod kapucňou
Aerospace: zátvorky, kryty a komponenty kabíny
Výroba: prípravky, príslušenstvo, náradie a časti koncového použitia
Spotrebný tovar: vysokovýkonné prevody, športové vybavenie a nositeľné nosenie
6. Osvedčené postupy pre úspešnú tlač Nylon 6
Predbežné vlákno: Použite vyhradenú sušičku alebo pečte pri 80 ° C najmenej 6 hodín.
Nastavenie tlačiarne: Použite uzavretú tlačiareň s vyhrievanou komorou (≥60 ° C), Hotend (≥ 260 ° C) a lôžkom (≥ 100 ° C).
Rýchlosť tlače: Mierna rýchlosť (30–60 mm/s) na zabezpečenie adhézie vrstvy.
Adhézia prvej vrstvy: Používajte povrchy lepidla, plech PEI alebo povrchy výstavby garolitu.
Post-spracovanie: Žíhanie môžu ďalej kryštalizovať nylon 6, aby sa zvýšila pevnosť.
Záver
Nylon 6 sa dá skutočne vytlačiť 3D, hoci vyžaduje starostlivú manipuláciu s materiálom a špecializované vybavenie. Posledný pokrok v formuláciách vlákien, technológie tlačiarní a materiálových vedy spôsobil, že je možné používať nylon 6 v profesionálnych pracovných tokoch výroby aditív. Pre priemyselné odvetvia, ktoré vyžadujú vysokovýkonné materiály vo funkčných prototypoch alebo komponentoch koncového použitia, Nylon 6 predstavuje presvedčivú možnosť-jej výzvy sú správne riešené.
