Выбор подходящего материала для 3D-печати может стать непростой задачей. При таком большом количестве доступных материалов может быть трудно взвесить свои возможности и принять оптимальное решение в зависимости от конкретного случая и области применения. В этом блоге мы расскажем об одном из самых универсальных материалов для 3D-печати – полиамидном волокне.
Что такое полиамидный материал?
Полиамидный материал для 3D-печати - это синтетический полимер, известный как "термопластик", что означает, что он размягчается при нагревании, разжижается при плавлении и затвердевает при охлаждении - и способен повторять эти процессы. Помимо 3D-печати FFF, полиамид также используется в других процессах 3D-печати, таких как селективное лазерное спекание (SLS), а также в более традиционных процессах, таких как литье под давлением.
Каковы свойства полиамидового материала для 3D-печати?
Полиамидный материал для 3D-печати прочен, гибок, долговечен и устойчив к истиранию. Он также имеет низкий коэффициент трения, что обеспечивает его износостойкие и ударопрочные свойства.
По сравнению с другими материалами полиамид прочнее, но менее жесткий, чем PLA и ABS. Однако он гораздо более гибкий и обладает лучшей ударопрочностью и химической стойкостью, особенно в тех областях, где часто используются смазки.
Полиамидный материал для 3D-печати имеет и некоторые отрицательные свойства. Он склонен к короблению - результат кристаллизации материала. Он также гигроскопичен, то есть поглощает влагу из воздуха. Это может привести к тому, что филамент будет влажным или сырым, что приведет к несовместимым конечным отпечаткам с более низкими механическими свойствами. Поэтому полиамидный материал для 3D-печати следует хранить в сухом месте, например, на станции материалов Ultimaker S5. Однако если ваш полиамидный материал намок, не все еще потеряно. Чувствительные к влаге нити, такие как полиамид, PVA и TPU95A, можно высушить на ночь (в течение 10-20 часов), а затем использовать как обычно.
Как печатать полиамидным материалом
При печати полиамидом вы можете печатать им отдельно на 3D-принтере с одним экструдером или в сочетании с ПВА и материалом Breakaway на 3D-принтерах с двойной экструзией, таких как Ultimaker S5. При печати с двойным экструдером полиамид можно также комбинировать с TPU 95A или полиамидом другого цвета.
Параметры 3D-принтера для полиамида
Полиамид обычно печатается при температуре от 230 до 260 °C, при температуре рабочей пластины от 40 до 70 °C. Точная температура зависит от вашего 3D-принтера, размера сопла и профиля печати. Например, на Ultimaker S5 с печатающим сердечником 0,25 мм полиамид печатается при температуре 230 °C, а на том же принтере с печатающим сердечником 0,8 мм вы установите температуру 245 °C. В любом случае, печатать следует при температуре значительно выше температуры плавления полиамида (190 °C).
Стоит также отметить, что 3D-принтеры без цельнометаллических нагревательных элементов могут быть не в состоянии достичь высоких температур, необходимых для печати полиамидом, поэтому имейте это в виду при подготовке к печати.
Как предотвратить деформацию полиамидной нити для 3D-печати?
Как упоминалось выше, полиамид склонен к деформации. Чтобы предотвратить это, вы должны убедиться, что на ваш печатный стол нанесено достаточное количество клея, например, Magigoo PA. Использование подогреваемой печатной формы - обычно при температуре 40 °C - во время процесса 3D-печати также является профилактикой. В качестве дополнительной меры предосторожности вы также можете использовать Ultimaker Cura для отключения охлаждающих вентиляторов 3D-принтера во время печати, чтобы полиамидный 3D-филамент меньше деформировался. Однако полиамидный 3D-филамент Ultimaker не так подвержен деформации или расслаиванию и более устойчив к влажности, чем другие полиамидовые 3D-филаменты, и поэтому не нуждается в дополнительных аксессуарах для создания благоприятных условий печати.
Общие области применения полиамидных нитей
Благодаря своей прочности, долговечности и гибкости, полиамидный материал для 3D-печати служит решением для инженеров, дизайнеров и производителей, которые стремятся достичь множества механических требований в одном отпечатке. Некоторые из распространенных реальных применений полиамидового материала для 3D-печати включают:
Функциональные прототипы
Благодаря своим многочисленным полезным свойствам - особенно способности воспроизводить гибкие характеристики серийно выпускаемых деталей из полиамида, отлитых под давлением - полиамидный 3D-филамент для печати является хорошим кандидатом для создания функциональных прототипов. Такие компании, как Idea Reality, студия дизайна и разработки продуктов, расположенная в Хэмпшире, Англия, использовали эти свойства для итераций, доработки и создания высококачественных конечных продуктов.
Студия использовала полиамидный материал для 3D-печати для создания прототипа рюкзака, который снимает нагрузку с плеч владельца благодаря эргономичному дизайну - это означает, что он должен выдерживать и адаптироваться к почти постоянным колебаниям давления от движений владельца.
Инструмент
Универсальность и надежность полиамида хорошо подходят для создания инструментов, предназначенных для использования в тяжелых условиях работы, например, в автомобильной промышленности. Команда Формулы-3 Van Amersfoort Racing, например, использовала полиамидный материал, содержащий 20% углеродного волокна, для создания инструмента для задней регулировки своих автомобилей. Clariant PA6/66 20CF (больше не выпускается, заменен на NovamidID1030CF10).
В инструменте используются углеродные стержни, от которых отходит натянутая проволока, служащая ориентиром для центральной точки гоночного автомобиля - это означает, что крайне важно, чтобы стержни были точно установлены. Стандартные материалы, такие как PLA, не являются достаточно прочными и жесткими, но система открытых нитей Ultimaker вместе с полиамидной нитью идеально подошли для этой работы.
Промышленные модели
Благодаря своей гибкости и прочности дизайнерские студии используют полиамидный материал для 3D-печати для создания промышленных или архитектурных моделей. Эти модели могут быть напечатаны или собраны в сложные, ранее недостижимые конструкции и формы благодаря универсальности полиамида.
Детали конечного использования
Исключительная прочность и долговечность полиамида делают его подходящим для конечных, или конечных, деталей, которые могут использоваться в течение длительного времени. Возьмем американскую компанию Snow Business, которая использует полиамидовые 3D-печатные нити и водорастворимый ПВА для создания сопел для снежных машин, которые она производит для теле- и киноиндустрии.
Вместо двухкомпонентного процесса, который ранее использовался при работе с ABS-материалом, Snow Business печатает сопла из полиамида одним куском, оставляя на готовых деталях немаркированные и незапятнанные участки и экономя время на последующей обработке.