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尼龙是一种由聚酰合物形成的合成聚合物,是与阿米德键相连的聚合物。在 3D 打印方面,尼龙通常被认为是一种"高级"材料,因为打印需要一些技能和专业的机械。尼龙可以3D打印粉末或长丝。
尽管对 3D 打印有点棘手,但这种努力还是得到了材料特性的回报。尼龙是工业 3D 打印的热门选择,因为它坚固、耐用且耐磨。如果打印足够薄,它可以提供体面的灵活性,同时保持韧性。
尼龙的低摩擦系数也意味着它非常适合制造功能运动部件。因此,尼龙通常用于制造功能原型、活铰链、齿轮和类似的最终用途部件。
要完全了解尼龙 3D 打印,了解另外两个属性非常重要。一,它有一个高熔点,二,它是水生的,这意味着它喜欢吸收水分。这第二个属性可以是一个优势,但也有它的缺点。虽然印刷件的表面允许油漆粘附得很好,但它也吸收空气中的水分,最终会影响部分的性能。
在本文中,我们将深入探讨尼龙打印和您可以打印它的不同技术。让我们开始吧!
尼龙 3D 打印可使用尼龙丝融合沉积建模 (FDM),或使用尼龙粉使用选择性激光烧结 (SLS)或多喷气融合 (MJF)实现。下面,我们将解释这些技术之间的差异,它们是如何被用来创建尼龙零件的,以及每个技术的利弊。
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在尼龙印刷方面,除了通常的FDM选项外,还有使用SLS和MJF以及PA 12和玻璃填充尼龙粉进行打印的供应商。所以现在,让我们来了解一下这一切意味着什么!
使用尼龙进行 3D 打印可能非常昂贵,因为 MJF 和SLS 打印机以及它们使用的粉末远不便宜。幸运的是,它有可能使用FDM打印机与特殊的尼龙丝配对的3D打印尼龙。
FDM 3D 打印机使用细丝,这些灯丝经过熔化,然后通过喷嘴挤入层层构建平台,直到部分完成。虽然在 FDM 打印机上打印尼龙的 3D 打印比 SLS 或 MJF 更容易访问,但 FDM 打印尼龙部分的质量并不令人印象深刻。
首先,并非所有的 FDM 打印机都能轻松处理尼龙灯丝。重要的是要有一个质量(全金属)热端,可以处理温度超过250°C。 除此之外,尼龙也容易扭曲,所以床粘附本身就是一个问题。
尼龙丝有不同的变化,最常见的是PA 6和PA66。这两种都有标准的尼龙强度、耐磨性和低摩擦系数,但都存在一个重大缺陷:吸湿性高。
高吸湿性会以降解的形式对灯丝产生负面影响。当退化时,灯丝开始失去其特性,尼龙丝可以在几小时内开始降解。为了防止这种情况,适当的存储至关重要。
当灯丝未使用时,简单的塑料密封容器是一个很好的解决方案,但打印时该怎么办?理想的解决方案是具有湿度控制的存储单元,这也允许灯丝进入挤出器。如果为时已晚,你的滑阀已经吸收了太多的水分,它也许能够保存,如果你适当干燥你的灯丝。
一旦你弄明白了存储空间,是时候开始用尼龙丝打印了。虽然它始终取决于您使用的确切打印机和材料,并且您应该始终考虑制造商推荐的设置,但以下是基本尼龙打印设置的概述:
喷嘴温度: 240-290 °C
床温:高达 65 °C
床面: PVA胶棒,马吉古,加罗利特, 3DLac
打印速度:25-50 mm/s
风扇速度: 0-50%
外壳:推荐,但没有必要
使用尼龙使用 FDM 打印机有点困难,但如果您有设备,该材料非常适合 SLS 和 MJF。
SLS 使用激光逐层烧结粉末,直到该部分完成。有不同类型的激光烧结技术 - 有金属和玻璃的适应 - 但大多数 SLS 3D 打印机面向聚合物。
SLS 使用的主要材料之一是尼龙,特别是 PA 11 和 PA 12 尼龙粉。PA 11 粉末用于需要紫外线和抗冲击的部件,而 PA 12 则优先用于增强零件强度和刚度。也有增强的PA粉末,也被称为尼龙复合粉末,通常含有玻璃,铝,或碳纤维颗粒除了尼龙。
完成后,零件完全被未烧结的粉末包围,这也作为烧结部件的支持。幸运的是,使用 SLS,可以将多达 50-70% 的未烧结粉末重新用于未来的打印。从可持续性的角度来看,这是一个优势,而不是FDM,因为任何材料挤出作为支持一般不会转换回灯丝再使用。
与 FDM 相比,SLS 更适合使用尼龙进行 3D 打印。尼龙非常适合制造功能部件,SLS 既有能力生产复杂的功能部件,又能够从使用粉末而不是灯丝中获得强度。
SLS 的缺点是与之相关的成本。工业 SLS 3D 打印机通常标价在 20 万美元以北。好消息是,最近我们看到更多的负担得起的解决方案来到市场,如Formlabs的保险丝1台桌面SLS机售价约60万元。对于粉末,预计每公斤至少支付450元。
MJF 是惠普开发并于 2016 年推出的独特的粉末烧结技术。MJF类似于SLS,但也分享一两件东西与活页夹喷射。
MJF 和 SLS 都以同样的方式开始打印过程。在烧结开始前,一层粉末被分配到构建平台上。然而,在 SLS 中,激光会开始烧结,而 MJF 则以化学制剂的形式为打印过程引入了额外的步骤。
每层新鲜粉末上都喷洒了熔合剂,这正是未来粉末层的烧结位置。熔融剂有助于粉末从打印机的热源中吸收能量。虽然 SLS 使用高功率激光,但 MJF 依靠大功率红外光作为热源。红外光与熔融剂配对加快了烧结过程,使 MJF 通常比 SLS 快。
虽然这两种技术都能够产生一些惊人的细节的零件,MJF边缘在SLS面前,当涉及到打印的细节。这在一定程度上要归功于一个细节代理,它通过稍微减少部分边缘的熔合潜力,帮助使边缘尽可能锐利。
打印完成后,您可以回收非烧结粉末,就像 SLS 一样。然而,MJF使更多的粉末被重复使用,甚至高达80%。虽然这在很大程度上取决于您比较的确切机器,但 MJF 机器的价格与工业 SLS 机器相当,但打印时间更快,细节可能更高。