Введение
Нейлон 6, полукристаллический полиамид, полученный из капролактама, широко используется в промышленных применениях из-за его превосходных механических свойств, термической стабильности и химической стойкости. По мере развития технологий аддитивного производства, использование термопластов инженерного класса, таких как Nylon 6 в 3D-печати, приобретает интерес. Тем не менее, 3D -печать Nylon 6 представляет конкретные проблемы из -за его материального поведения. Эта статья обеспечивает углубленный взгляд на жизнеспособность, ограничения и потенциал нейлона 6 в 3D-печати.
1. Понимание нейлона 6: свойства материала
Nylon 6 предлагает высокую прочность на растяжение, сопротивление воздействия и превосходную износную стойкость. Ключевые характеристики включают:
Точка плавления: ~ 220–225 ° C.
Температура перехода стекла (TG): ~ 50 ° C
Поглощение влаги: до 9% по весу
Механическое поведение: хорошая выносливость и устойчивость к усталости
Химическая устойчивость: сильная против масла, растворителей и большинства химических веществ
Эти свойства делают нейлон 6 идеальными для механических деталей, передач, подшипников и конструктивных компонентов.
2. Проблемы в нейлоне 3D -печати 6
В то время как Nylon 6 выгоден для инженерных целей, он не оптимизирован для 3D -печати. Основные проблемы включают:
а) Высокая деформация и усадка
Нейлон 6 демонстрирует значительную кристалличность, что приводит к существенному термическому сокращению во время охлаждения.
Без нагретой камеры и правильной печатной среды детали могут расслаиваться или деформация.
б) чувствительность влаги
Нейлон 6 является гигроскопическим, быстро поглощает влагу из воздуха.
Даже небольшая влага может привести к плохому качеству печати из -за гидролиза во время экструзии, что вызывает пузырьковые и слабые слои.
в) высокая температура печати
Требования обычно требуют температуры 250–270 ° C.
Это требует цельнометаллических горячих концов и печатных слоев, способных поддерживать 90–110 ° C.
3. Технологические решения и материальные инновации
Чтобы преодолеть эти ограничения, несколько достижений сделали нейлон 6 более доступными для аддитивного производства:
а) Материальные смеси и сополимеры
Производители создают нейлоновые смеси с добавками (например, стеклянное волокно, углеродное волокно или эластомеры) для улучшения печати, уменьшения деформации и повышения стабильности размеров.
Нейлон 6/6 и нейлон 12 иногда используются в качестве альтернатив из -за более низкого поглощения влаги и уменьшения усадки.
б) системы сушки и хранения
Филамента должна быть полностью высушена перед использованием (обычно 80 ° C в течение 6–8 часов).
Специализированные накалы и герметичные растворы для хранения в настоящее время обычно используются.
в) нагретые камеры и усовершенствованные принтеры FFF
ПРИНТЕРЫ FFF промышленного класса (изготовление FUSED FILAMENT) с нагретыми камерами сборки смягчают деформацию, контролируя температуру окружающей среды.
Прилагаемые принтеры и печатные кровати с помощью адгезионных средств (например, клей PVA, листы PEI) усиливают связь слоя и стабильность части.
4. Методы 3D печати для нейлона 6
а) Изготовление плавленого нити (FFF/FDM)
Наиболее доступный метод для нейлона 6.
Требуется закаленные форсунки для вариантов, армированных волокнами из-за истирания.
б) селективное лазерное спекание (SLS)
Лучше подходит для нейлоновых 6 порошковых форм.
Позволяет сложной геометрии и устраняет опорные структуры.
Предлагает превосходные механические свойства и изотропию.
в) инновации для экструзии материала
Многотационные системы позволяют печатному нейлону 6 с помощью опорных материалов, таких как PVA или отколочные опоры.
Многозоновые нагретые форсунки улучшают управление потоком.
5. Промышленные применения
Благодаря его надежной производительности, 3D-печать Nylon 6 находит использование в:
Автомобиль: компоненты под рукой, воздуховоды и клипы
Аэрокосмическая промышленность: скобки, корпуса и компоненты кабины
Производство: приспособления, приспособления, инструменты и детали конечного использования
Потребительские товары: высокопроизводительные шестерни, спортивное оборудование и носимые устройства
6. Лучшие методы успешной печати нейлона 6
Предварительно сухой нить: используйте выделенную сушилку или выпекайте при 80 ° C в течение не менее 6 часов.
Настройка принтера: используйте закрытый принтер с нагретой камерой (≥60 ° C), горячей (≥260 ° C) и слоем (≥100 ° C).
Скорость печати: умеренная скорость (30–60 мм/с) для обеспечения адгезии слоя.
Адгезия первого слоя: используйте клейкую палку, лист PEI или поверхности гаролита.
Пост-обработка: отжиг детали могут дальше кристаллизовать нейлон 6 для повышенной прочности.
Заключение
Нейлон 6 действительно может быть напечатан 3D, хотя он требует тщательного обработки материалов и специализированного оборудования. Недавние достижения в области нити, технологии принтеров и материальных наук сделали все более возможным использовать нейлон 6 в рабочих процессах профессионального аддитивного производства. Для отраслей, которые требуют высокопроизводительных материалов в функциональных прототипах или компонентах конечного использования, Nylon 6 представляет собой убедительный вариант-его проблемы соответствуют должным образом.
