Тенденция разработки новых материалов для 3D-печати, до сих пор связанная только с производством, распространяется на другие отрасли. Благодаря этому на рынке появляются усовершенствованные высокопроизводительные промышленные принтеры, адаптированные для работы при существенных и постоянных температурах. Одним из видов пластика, который в последние годы набирает популярность, является нейлон. Ресурс, который раньше использовался в качестве сырья только в порошковом варианте, теперь все чаще функционирует в виде нитей.

PA – это торговое название полиамидов, производимых химической компанией DuPont. PA6 и PA12 – наиболее распространенные типы пластиков, встречающиеся в 3D-печати.

Особенности материала

Что привлекает внимание представителей 3D-индустрии к нейлоновым составам, так это их практичные свойства. Nylon отличается высокой механической и термической прочностью, устойчивостью к агрессивным химическим средам и низким коэффициентом трения, что делает его пригодным для технического применения.

Полиамид может использоваться для создания высоконагруженных конструктивных элементов, таких как инструменты, петли, зажимы, шестерни, функциональные прототипы. Сырье также востребовано в специализированных приложениях для автомобильной, авиационной и военной промышленностей.

Компоненты на основе нейлона характеризуются большой температурой плавления, поэтому изготовление из них 3D-моделей проводится при постоянном уровне нагрева. Ресурс очень гигроскопичен, стремительно впитывает воду из окружающей среды. С одной стороны, это позволяет легко окрашивать произведенные элементы, с другой – делает работу проблематичной.

Методики и материалы для печати нейлоном

Полиамидные компоненты используются для изготовления 3D-объектов в различных технологиях – SLS, MJF и FDM.

В первом варианте Nylon применяется в форме порошка, который избирательно спекается лазерным лучом. Чаще всего используется разновидность полиамида PA12, позволяющий изготавливать функциональные элементы, или PA11, отличающийся большей прочностью на разрыв. Также востребован DuraForm ProX PA – крепкий термопластичный ресурс, рассчитанный на активное долгосрочное использование в экстремальных условиях. Популярен в качестве замены традиционно литым изделиям. Sintratec PA12 Powder – промышленный вариант, разработанный для создания термоустойчивых штампов сложной конфигурации.

Порошковые технологии являются распространенным методом 3D-печати, поскольку позволяют поддерживать постоянную высокую рабочую температуру, что особенно важно в случае применения полиамида. SLS помогает изготавливать прочные элементы со слегка шероховатой поверхностью, выгодные при мелкосерийном производстве.

Multi Jet Fusion (MJF) в настоящее время подразумевает 3D-печать нейлоном из материалов трех типов:

• PA11 – наиболее часто используемый компонент для промышленного применения.
• PA12 – самый популярный вариант для трехмерной печати по технологии MJF. Используется для изготовления функциональных и потребительских деталей. Созданные элементы прочны и долговечны, обладают достаточной гибкостью, чтобы противостоять растрескиванию. Состав является биосовместимым и соответствует стандартам директивы RoHS.
• PA12GB – сырье, обогащенное стеклянными шариками (40%), из-за чего оно обладает большей жесткостью, чем предыдущий вариант. Уникальные свойства делают пластик пригодным для изготовления прочных объектов, устойчивых к трению и износу с течением времени.

Растущий ассортимент материалов на основе PA6, предназначенных для работы по технологии FDM, стимулирует создание эксклюзивных отпечатков.

На что обратить внимание

При взаимодействии с компонентами на основе Nylon особенно важно грамотно хранить материал и правильно обращаться с ним на этапе подготовки к печати.

Высокая гигроскопичность ресурса усложняет работу. На практике сырье на катушке может поглощать воду в объеме до 10% собственного веса. В связи с этим хранить нейлоновую нить необходимо в герметичном контейнере с силикагелем для поглощения влаги.

Перед началом трехмерной печати важно убедиться, что нейлон не впитал воду. Первым показателем неправильного хранения является увеличенный вес ресурса. Второй – шум, издаваемый при нагревании в печатающей головке. Когда сырье впитывает влагу, оно начинает характерно щелкать при повышении температуры до точки плавления. Тогда вместо гладких слоев, напечатанных на 3D-принтере, получается зазубренная поверхность, которая дисквалифицирует печать как с точки зрения эстетики, так и с позиции механических свойств.

Влажную нить следует подвергнуть воздействию жара, используя специальную сушилку или обычную духовку. На процедуру потребуется 4-6 часов.

Самые проблемные моменты, возникающие при нейлоновой трехмерной печати, – это подъем объекта с печатной платформы и деформация из-за усадки. Чтобы предотвратить сложности, следует обеспечить постоянную температуру в рабочей камере 3D-принтера и избегать источников холодного (например, из кондиционера) воздуха.

Для улучшения механических свойств 3D-печати производители предлагают нейлоновые компоненты, обогащенные углеродным волокном или стеклянными шариками.