干货 | 尼龙3D打印:您需要知道的一切

2018-12-01

尼龙,也称为聚酰胺,是市场上****和多功能的3D打印材料之一。尼龙是一种合成聚合物,耐磨,坚韧,比ABS和PLA热塑性塑料具有更高的强度和耐用性。这些特性使尼龙成为各种3D打印应用的理想选择。

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今天小编将介绍尼龙3D打印的优势以及潜在的应用。我们还将探索哪种3D打印技术最适合尼龙,并提供有关如何使用尼龙丝获得良好打印效果。

为什么用尼龙进行3D打印?

  • 非常适用于原型和功能部件,如齿轮和工具,尼龙可以用碳纤维或玻璃纤维增强,从而使轻质部件具有出色的机械性能。然而,与ABS相比,尼龙不是特别坚硬。因此,如果您的零件需要刚度,则必须考虑使用其他材料加固零件。



  • 尼龙具有很高的刚性和柔韧性。这意味着当您使用薄壁打印时,您的部件将是柔性的,而当打印较厚的墙壁时,您的部件将是刚性的。这非常适合生产具有刚性部件和柔性接头的活动铰链等部件。

  • 由于以尼龙印刷的部件通常具有良好的表面光洁度,因此需要较少的后处理。


  • 结合SLS和Multi Jet Fusion等粉末床技术,尼龙3D打印可用于制作移动和互锁部件。这消除了组装单独印刷部件的需要,并且使得能够更快地生产高度复杂的物体。

  • 由于尼龙是吸湿性的,意味着它吸收液体,因此在生产后,部件可以很容易地在染浴中着色。

选择哪种技术?  

尼龙和聚酰胺基复合材料最适用于粉末床3D打印技术,如选择性激光烧结(SLS)和多喷射融合(MJF),市场上有许多不同类型。尼龙材料也可以用于FDM 3D打印机的长丝形式。然而,由于高印刷温度和翘曲问题,使用具有FDM的尼龙长丝可能更困难。

  • SLS

尼龙粉末广泛用于SLS印刷工艺,聚酰胺11(PA11)和聚酰胺12(PA12)是两种最常用的聚酰胺。PA11具有很好的抗紫外线和抗冲击性,而PA12具有更高的强度和刚度。还有各种复合材料,如玻璃,碳纤维和铝增强聚酰胺,它们提供更加强大的机械性能。目前,SLS是使用尼龙进行3D打印的最可靠技术,尽管Multi Jet Fusion技术提供更高的速度和更好的尺寸精度。

  • 多喷射融合

HP的Multi Jet Fusion技术支持一系列尼龙3D打印材料,即PA11,PA12和HP 3D High Reusability PA 12玻璃珠(40%玻璃珠填充聚酰胺材料)。用于MJF的尼龙粉末具有高度可重复使用性,因为多余的粉末(高达70%)可以回收并重新引入印刷过程,而不会影响零件的机械性能。

  • 熔融沉积建模

虽然FDM可用于尼龙3D打印,但尼龙要求 打印温度高于许多FDM挤出机可以管理的温度。 与SLS和MJF相比,用于FDM的尼龙长丝并不像工业应用那样广泛使用,但市场上仍有几种FDM 3D打印机针对此用例进行了优化。例如,Markforged提供 其专有的Onyx材料Onyx是一种ylon和微碳纤维复合材料,可生产适合最终用途应用的坚韧耐热部件,据说比ABS部件强1.4倍。

使用尼龙进行3D打印的提示

对于FDM

  • 由于尼龙吸收水分,潮湿的尼龙长丝会导致不希望的结果,例如不良的层粘附和表面粗糙。这就是为什么将尼龙长丝存放在干燥,密闭的容器中并确保材料在印刷前干燥至关重要的原因。将尼龙长丝在70°C至80°C的烘箱中干燥4-6小时也是一种好习惯。

  • 由于尼龙长丝的平均印刷温度为240度及以上,一些FDM 3D打印机可能不适合这种高温。因此,建议在使用尼龙长丝之前验证FDM打印机上挤出机的最高温度。

  • 由于尼龙易于翘曲,因此强烈建议预热印刷平台以防止这种情况发生。

对于SLS和MJF:

  • 对于SLS和MJF 3D打印,您的尼龙部件的壁厚至少需要1 mm。在设计活动铰链时,确保SLS和MJF的最小壁厚分别为0.3 mm和0.5 mm。

  • 在粉末床工艺中使用尼龙时,强烈建议不要设计大而扁平的部件,因为翘曲的可能性很大。

  • 由于尼龙允许创建移动和互锁部件,因此确保打印在一起的部件之间的间距至少为0.5 mm至关重要。

  • 建议拆除零件内部的尼龙粉末,特别是对于壁厚超过20毫米的零件。为了节省材料并避免变形,请确保设计中至少考虑两个排气孔,以便在打印后轻松去除粉末。

适用于尼龙3D打印

尼龙是各种应用的完美选择,包括重复卡扣,活动铰链和齿轮。航空航天和汽车行业都已经接受了尼龙的灵活性,以生产定制的工具,夹具和固定装置,以及用于内饰,低热进气部件和天线盖的原型尼龙零件也可以在飞机中找到:例如,美国公司Metro Aerospace最近推出了3D打印的玻璃填充尼龙微型叶片旨在减少阻力。通过这种3D打印流程,Metro Aerospace能够确保其飞行级组件的一致性,从而更容易获得FAA批准。

在医疗领域,尼龙可用于原型制作和创建  教育解剖模型,以及生产医疗最终用途部件。巴斯夫的Ultramid聚酰胺最近被用于生产定制的3D打印假肢插座用碳纤维增强的聚酰胺确保假体保持坚固和轻盈。

不仅在工业领域,尼龙3D打印正在被使用。消费品行业迅速增加3D打印的使用,也正在充分利用尼龙。从手机壳到可定制的眼镜, 尼龙在各种应用中提供灵活的选择。最近的案例是香奈儿的3D打印睫毛膏刷,采用SLS技术,采用聚酰胺粉末制成。

总结一下

尼龙3D打印为工业设计师和工程师带来了广泛的好处,创造了具有良好机械性能的零件,适用于功能原型和最终用途。虽然SLS是目前用于印刷尼龙零件的最常用技术,但技术和材料的进步意味着其他技术正在迅速赶上。例如,通过鼓励合作,惠普的开放平台旨在推动采用MJF技术的尼龙3D打印。在FDM方面,适合该技术的尼龙长丝也在不断改进


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