尼龙材料作(zuò)为一款经(jīng)典(diǎn)材料(liào),以(yǐ)其出色的耐久性、高比(bǐ)强(qiáng)度、高韧性、低磨(mó)阻和(hé)耐腐蚀(shí)性(xìng)而闻名,在加工制造领域(yù)有(yǒu)着广(guǎng)泛的应用。您了解尼龙材料吗?是(shì)否接触过尼龙材料(liào)的打印?读完本文,相信您将对尼龙材料及3D打(dǎ)印有更全面的(de)认识。
什么(me)是尼龙?
尼龙(Nylon)是聚酰(xiān)胺(Polyamide)纤维(wéi)(锦(jǐn)纶)的一(yī)种说法,简称为PA。对于经常使(shǐ)用PLA的用户来说,用PLA打印虽(suī)然比较灵活(huó),适(shì)用于较多(duō)场合,具(jù)有普通使用场合需求的一般强度,但当要(yào)在专业场(chǎng)合使用就会发现(xiàn)它(tā)是不适用的。PLA打印的零件不能长时间暴露在阳光下(xià),且不(bú)适用于高于(yú)100°C的(de)场合。如果(guǒ)使用ABS进(jìn)行3D打印,就会发现它比PLA更耐用,但是3D打印的ABS零件通常没有注(zhù)塑零(líng)件的强度大,并且(qiě)打印的零(líng)件(jiàn)因为层间粘合力一般来说不够坚固。
而尼龙耗材是一种高强度,十分耐用的3D打(dǎ)印耗材。十分有韧性,同时层间粘合力较好,比ABS耗材(cái)更加坚固。
尼龙材料的应用
尼龙耗材的高熔化温度和低(dī)摩擦系数使得其(qí)普遍应用于工程中,适(shì)用(yòng)于制作一般的(de)日常用品,比如使用尼龙(lóng)耗材3D打印(yìn)扳手等(děng)工具、齿(chǐ)轮、自己设计的DIY零件等等(děng)。
使用(yòng)尼龙材料(liào)打印的(de)物(wù)件
首先需要(yào)知晓的是尼龙的一(yī)般成型温度(dù)在260°C至280°C,较低(dī)的温度无(wú)法使尼龙材料(liào)完(wán)全(quán)熔融(róng)挤(jǐ)出,达(dá)到稳定的流量。较高的温度就对打印头(tóu)的整体有着较高的设计要(yào)求。Ultimaker所(suǒ)设计的AA喷头,适用于非研(yán)磨性塑料,能够(gòu)稳定地提供打印(yìn)尼龙材料所需的如此高(gāo)的温度和充分及时的(de)散热效果。
Ultimaker AA喷头
尼龙具有很强的吸湿性,即使是在室内放置过程中也会吸收空气中的(de)水分(fèn),长时间(jiān)的吸(xī)收水分甚至可(kě)以(yǐ)使水的重量比例达到10%。那(nà)么如何判断耗材是否受(shòu)潮了呢?当打印头喷嘴挤出尼龙时,挤(jǐ)出头出口(kǒu)有大量白色烟雾同时伴有噼(pī)啪的声音,则代表(biǎo)耗(hào)材受潮严重(chóng),受(shòu)潮(cháo)耗材打印的零件表(biǎo)面会有气泡,甚至打印层间粘合疏松。
通过以下图片我们可(kě)以十分明显的看(kàn)出,正常情况(kuàng)下打印的尼(ní)龙制品应该是表面光滑层间紧(jǐn)致的,而受潮(cháo)的尼龙材料打印出的制品(pǐn)表(biǎo)面则十分不光整,甚至出(chū)现(xiàn)层间分离(lí)的(de)情况(kuàng)。
干燥(zào)的耗材(左)与受潮的耗材(右)3D打印效果对比(bǐ)
如何防(fáng)止翘(qiào)边
另一方面,也是比(bǐ)较令人头疼的(de)问(wèn)题就是打印尼龙时会像打(dǎ)印(yìn)ABS一样(yàng)出(chū)现翘边现(xiàn)象,也许前几(jǐ)层打印正常,待你再次查(chá)看打印(yìn)状(zhuàng)况时,模(mó)型一边已经高高翘起,甚(shèn)至整体脱离平台导致打印得一团(tuán)糟。
那么(me)如何解决打印尼龙过(guò)程(chéng)出现(xiàn)的翘边现象呢(ne)?首先是热床温度建议选择在55°C - 65°C,同时在打印平台(tái)上使用PVA基胶棒涂上一层薄薄的胶水。翘边的现象会得到有效的(de)抑制。但(dàn)是,最有效的做(zuò)法还是使用封闭的打印平台(例(lì)如(rú)Ultimaker S5),对于早期的Ultimaker 3 机(jī)型, Ultimaker提(tí)供了升级包以解(jiě)决翘边问题。
Ultimaker 尼(ní)龙(lóng)材料
针对尼(ní)龙材料的特性,Ultimaker不仅通(tōng)过硬件升级(jí)包(bāo)的加持来(lái)改善打印(yìn)尼龙(lóng)材料时(shí)出现的(de)问题,还通过对尼龙(lóng)材料的深入研究(jiū),推出了更加易用的Ultimaker Nylon。
Ultimaker Nylon
Ultimaker 3 升级套(tào)件(jiàn)具体包含以下内容:1个前挡(dǎng)板、25个底板贴纸、1个粘合剂涂抹(mò)器、1个玻(bō)璃板。在(zài)打印容易翘(qiào)边材料时,安装前挡板可以阻(zǔ)止(zhǐ)热量逸(yì)出,产生45°C的(de)恒定温度,同时还可以保(bǎo)护(hù)打(dǎ)印件(jiàn)免受外部(bù)影(yǐng)响。稳(wěn)定的环境可确保打印材(cái)料的冷却速度更(gèng)慢,温度更(gèng)均匀地分布在整(zhěng)个零件中(zhōng)。这有(yǒu)助于(yú)降(jiàng)低收缩率并降低翘边和分层的(de)风险(xiǎn)。
底板贴(tiē)纸改善了打(dǎ)印平(píng)台的(de)粘合性,并且(qiě)可(kě)以与大(dà)多数(shù)材料一起(qǐ)使用(yòng)。它们是胶棒的绝佳替代品,专为(wéi)多种(zhǒng)用途而设计。底板贴纸使(shǐ)得打(dǎ)印零件(jiàn)的底面更(gèng)光滑,在(zài)使用时要确(què)保正确使用,以防止出现气泡。
额外的玻璃板意(yì)味着可以不必再等待从Ultimaker 3 打印机中取出(chū)完成(chéng)的打印件(jiàn)。相反(fǎn),你可以快(kuài)速更换新的玻璃(lí)板,直接开始新的打印,从而(ér)最(zuì)大限度地(dì)减(jiǎn)少停机时间(jiān)。
Ultimaker升级套(tào)件
Ultimaker Nylon的设计比市场上(shàng)的(de)其(qí)他(tā)尼龙长丝更可靠,更易于打印,具(jù)有低吸湿性和(hé)与底板的良好(hǎo)粘(zhān)合性(xìng)。与(yǔ)其他尼龙(lóng)耗材相比,它具有更低的吸湿性(xìng)和更(gèng)长的保质期。Ultimaker Nylon具(jù)有优异的冲击强(qiáng)度(Izod测试为34.4 kJ /m2)、良好(hǎo)的延展性(断裂伸长率210%)和远(yuǎn)远低于传(chuán)统尼龙耗材(cái)的熔化(huà)温度(185°C),同(tóng)时还(hái)兼具(jù)低摩(mó)擦系(xì)数、耐(nài)碱和耐有机化学品腐蚀等传(chuán)统尼龙材料具备的特(tè)性。
使用Ultimaker Nylon打印的示例
Ultimaker Nylon兼容(róng)性(xìng)
如下面的概述所示,Ultimaker Nylon与Ultimaker S5,Ultimaker 3和Ultimaker 2+兼容。如果在Ultimaker S5 或 Ultimaker 3上打印材(cái)料,则可以使用AA打(dǎ)印核(hé)心。
打印机与打印头模块/喷嘴兼容性
除了单(dān)头打(dǎ)印外,Ultimaker Nylon还可以与(yǔ)Ultimaker S5和(hé)Ultimaker 3上(shàng)的(de)PVA、Breakaway一起打(dǎ)印(yìn)。当需要打印尼(ní)龙与TPU 95A或其他颜色的尼(ní)龙相结合时,可以通过实验完成。(注意(yì):与 TPU 95A 的双重(chóng)组合可能会导致(zhì)打印品表面出现拉丝和(hé)斑点。)
耗材兼容性
推荐(jiàn)的设置和配(pèi)置
Ultimaker Nylon的打印温(wēn)度为230°C至260°C。具体(tǐ)的温度取决你使用(yòng)的打(dǎ)印(yìn)机、喷嘴尺寸和配置文件。例如,在具有0.25毫米(mǐ)打印喷(pēn)头的Ultimaker S5上,尼龙(lóng)在230°C下打(dǎ)印,而在具有(yǒu)0.8毫米打(dǎ)印喷嘴的(de)同一台打(dǎ)印机上,温度设定为245°C。
在大多数(shù)情(qíng)况下,尼龙在60°C的底板温度(dù)下打(dǎ)印,但Ultimaker S5上的底板温度为70°C,用于0.4和0.8mm打印(yìn)。当在(zài)Ultimaker Cura中选择了打(dǎ)印机(jī)、喷(pēn)嘴尺寸和配(pèi)置文(wén)件时,将自动使用正确的温度。
Ultimaker Nylon可以很(hěn)好地粘附在打(dǎ)印底板上,为了获(huò)得(dé)最(zuì)佳的附着(zhe)力和保护底板,建议在玻璃板(bǎn)上使用一(yī)层薄薄的胶(jiāo)水。因为在取下打印品时,不使用胶水会有(yǒu)导致玻璃板碎裂的风险。
Ultimaker Nylon的Ultimaker Cura版(bǎn)本经过优化,可(kě)以使用边(biān)缘或(huò)筏打(dǎ)印,具体取决于所选的打印机。在Ultimaker S5 和Ultimaker 3型材中,默认(rèn)选择边缘,而Ultimaker 2+ 型(xíng)材使用木筏作(zuò)为(wéi)平台粘附型。这种木筏特别推(tuī)荐(jiàn)用于大型(xíng)模型,而(ér)对于较小型(xíng)号,边缘应该足够。
冷却后最容易去除尼龙支撑。但是,在使(shǐ)用筏板时,建议在底(dǐ)板(bǎn)仍然保温时将其拆下。这样可以更轻松地拆除筏板(bǎn)