Полиамиды – это пластики, имеющие в составе высокомолекулярные соединения, включающие звенья амидной группы. Материал встречается в природе, но в промышленности задействованы синтетические составы.

Фото: https://en.wikipedia.org/

Особенности использования полиамида в 3D-печати

Большая часть полиамидных филаментов – термопластические полимеры, отличающиеся повышенной жесткостью, прочностью, вязкостью и устойчивостью к воздействию внешней среды. Ресурс взаимодействует с окружающим воздухом, активно впитывая влагу. Влагопоглощение сырья влияет на долговечность и морозоустойчивость готовой продукции. Из-за разнообразного химического состава марки филаментов обладают различной стойкостью к воздействию УФ-излучения.

3D-печать из полиамида осуществляется по технологии послойного наплавления FDM. Стандартный FDM-принтер состоит из:

• рабочего стола;
• экструдера, состоящего из нагревательного блока (хотенда), радиатора, механизма подачи филамента и сопла;
• электронных компонентов (блок питания, материнская плата, контроллеры, датчики);
• вспомогательных деталей и узлов (регулировочные винты платформы построния, шаговые двигатели, направляющие, приводы отвечающие за кенематику движеия, рама);
• устройство ввода-вывода информации и пульт управления.

Расходный ресурс продвигается в экструдер, который его нагревает и в расплавленном виде через сопла подает на разогретую платформу. Процесс построения осуществляется внутри закрытой камеры, где поддерживается заданная температура, что упрощает контроль технических характеристик распечатываемого образца.

Экструдер движется в вертикальной и горизонтальной плоскостях по тому же алгоритму, что и в станках с ЧПУ. Объект выращивается послойно, снизу вверх.

Печать полиамидом на FDM-оборудовании – самый востребованный метод. Технология позволяет выстраивать структуры различной конфигурации. Для создания модели с нависающими элементами программой-слайсером предусматриваются поддерживающие опоры. Высокий уровень биосовместимости позволяет применять полиамид в медицине.

FDM-технология также задействуется для быстрого прототипирования и дает возможность оперативно получить деталь или готовый образец с заданными физическими характеристиками.

Печать полиамидом: преимущества и недостатки материала

Среди FDM-ресурсов у нейлона наиболее высокая адгезия между слоями. Это делает филамент идеальным решением для изготовления деталей, для которых необходимы высокая механическая прочность.

Полиамид в 3D-печати задействован для изготовления элементов, к которым предъявляются жесткие требования по техническим характеристикам. Ресурс отличается перечнем достоинств:

• увеличенная прочность на разрыв;
• неуязвимость к критическим температурам;
• стойкость к ультрафиолетовому излучению;
• неподверженность истиранию;
•  зависимости от плотности заполнения детали позволяет получить требуемою гибкость;
• простота при окрашивании;
• отсутствие резкого запаха при изготовлении модели;
• низкая себестоимость;
• возможность переработки и повторного применения.

Трудности при работе с полиамидом

Материал также имеет недостатки: гигроскопичность и сложность процесса построения. Хранить нейлон нужно в сухом месте, лучше с силикагелем. Если для печати полиамидом на 3Д-принтере использовать влажный материал, адгезия нарушается, объект построения отлипает от стола или поверхность получается шероховатой. Тщательное просушивание в специальной печи — лучшая профилактика для успешного выполнения печати.

При температуре больше 300оС иногда фиксируется выделение токсичных веществ. Поэтому печать полиамидом рекомендуется выполнять в хорошо проветриваемом пространстве.

Печать полиамидом: характеристики филаментов

Свойства материала варьируются от толщины распечатанного объекта. Изделия с тонкими стенками получаются прочными и гибкими. Предметы с монолитным заполнением по жесткости сравнимы с образцами из ABS. Состав стабилен при перепадах температуры, под воздействием солнечных лучей.

Среди марок, предлагаемых промышленностью, особенно востребованы:

• поликапролактам или Нейлон 6;
• гексаметилен адипамид (Нейлон 6,6);
• Нейлон 12.

Филамент Nylon-6 выделяется долговечностью, эластичностью, стойкостью к кислотам и щелочам. Материал устойчив к нагреванию до 160оС, а его температура плавления составляет 221оС.

Вариант Nylon-6,6 выделяется прочностью на растяжение, ударной вязкостью, малым коэффициентом трения. Состав прост в окрашивании и характеризуется высокой температурой стеклования.

Оба ресурса не подвержены воздействию масел и растворителей, однако чувствительны к влажности. Вода вдвое снижает прочность филаментов. Nylon-12 меньше гигроскопичен, поэтому гарантирует стабильность размеров и формы.

Подходящее оборудование

Для 3D-печати полиамидом популярны следующие 3D-принтеры:

• M200 Plus – аппарат со встроенной камерой видеонаблюдения, позволяющей контролировать ход работы. Подходит для прототипирования и промышленного производства, обеспечивает максимальную точность размеров.

• M300 Plus – настольный агрегат с большой рабочей камерой, позволяющей изготавливать крупные модели за один цикл построения. Техника гарантирует высокое качество и низкий расход ресурсов.

• M300 Dual – компактное оборудование с высокой производительностью, обеспечивающее промышленное качество. Принтер оснащен современными датчиками, позволяющими контролировать 3D-печать.

Принтеры работают с материалом Z-Нейлон. Это универсальная прочная нить, устойчивая к высоким температурам и различным химическим веществам. Состав может подвергаться постобработке инструментами, предназначенными для шлифовки металлов. Филамент быстро впитывает влагу и должен храниться в водонепроницаемом мешке с влагопоглотителем (силикогелем). Z-Nylon обладает относительно высокой усадкой, поэтому его использование при 3D-печати больших объектов со сложной геометрией потребует несколько иттераций.

Заключение

3D-печать полиамидом хорошо зарекомендовала себя в различных отраслях индустрии и творческой среде.

Особенность материала в том, что распечатанный предмет допустимо эксплуатировать сразу после завершения цикла печати. Когда построение выполняется с применением растворимых опор, то растворение поддержек - единственная необходимая постобработка.

При изготовлении даже маленьких образцов можно добиться существенной разницы в физических характеристиках изделий, слегка поменяв параметры печати.

Источник