尼龙材料作为一款(kuǎn)经典材料,以(yǐ)其(qí)出色的耐久性、高比强度、高韧性、低磨阻和耐腐蚀性而(ér)闻名(míng),在加工制造领域有(yǒu)着(zhe)广泛的应用。您了解尼龙(lóng)材料吗?是(shì)否接触过尼(ní)龙材(cái)料(liào)的打印(yìn)?读完(wán)本文,相(xiàng)信(xìn)您(nín)将(jiāng)对尼龙材(cái)料及3D打印(yìn)有更全面的认识。
什(shí)么是尼龙(lóng)?
尼龙(lóng)(Nylon)是(shì)聚酰胺(Polyamide)纤维(wéi)(锦(jǐn)纶)的一种说法,简称(chēng)为PA。对于(yú)经常使用(yòng)PLA的(de)用户(hù)来(lái)说,用PLA打印虽然比较灵(líng)活,适用于较多场合,具有普通使用场(chǎng)合(hé)需(xū)求的一(yī)般强度,但当要在专业场(chǎng)合(hé)使用就会发现它(tā)是不适用的。PLA打印的(de)零件不能(néng)长时间暴露在阳光下,且不适用于高于100°C的场合(hé)。如(rú)果使用ABS进行3D打印(yìn),就会发现它比PLA更耐用,但是3D打印的(de)ABS零件通(tōng)常(cháng)没有注塑零件(jiàn)的(de)强度大,并且(qiě)打印的零件因(yīn)为层间粘合力一般来说不够坚固。
而尼(ní)龙(lóng)耗材是(shì)一种(zhǒng)高强度,十分耐(nài)用(yòng)的3D打印耗(hào)材。十分有韧(rèn)性,同时层间粘合力较好,比ABS耗(hào)材更加坚固。
尼龙材料的(de)应用
尼龙(lóng)耗(hào)材的(de)高熔(róng)化温度(dù)和低摩擦系数使得其(qí)普遍应(yīng)用于工程中,适用于制作一(yī)般的(de)日常(cháng)用品(pǐn),比如使用尼(ní)龙(lóng)耗材(cái)3D打(dǎ)印扳手等工具、齿轮、自己设(shè)计(jì)的DIY零件等等。
使用尼龙(lóng)材料打印的(de)物件
首(shǒu)先需要知(zhī)晓的是尼龙(lóng)的一般成型温度在260°C至280°C,较低的温度(dù)无法使尼(ní)龙材料完全熔融挤出,达到(dào)稳定的流(liú)量。较(jiào)高的温(wēn)度就对打印头的整体(tǐ)有着较高(gāo)的设计要求(qiú)。Ultimaker所设计的AA喷头,适用于(yú)非研磨性塑料,能够稳定地提(tí)供打印尼龙材料(liào)所需(xū)的如此高的温度和充分及时的散热效(xiào)果。
Ultimaker AA喷头
尼龙具有很强的吸(xī)湿性,即使是在室(shì)内放置过程中也会吸收空气(qì)中的水(shuǐ)分,长时间的吸收水分甚至可(kě)以使水的(de)重量比(bǐ)例达到10%。那么如(rú)何(hé)判断(duàn)耗材是否受潮了(le)呢?当(dāng)打印头(tóu)喷嘴挤(jǐ)出尼龙时,挤出(chū)头出(chū)口有大量白色烟(yān)雾同时伴有噼啪的声音,则(zé)代表耗材(cái)受潮严重(chóng),受潮(cháo)耗材打(dǎ)印的零件表(biǎo)面会有气泡(pào),甚至打印层间粘合疏松。
通过以(yǐ)下图片我们可(kě)以十分明显的看(kàn)出,正常情况下打印(yìn)的尼龙制品应该是表面光滑层间紧致的,而受潮(cháo)的(de)尼龙材料(liào)打印出的制品表面则十分(fèn)不(bú)光(guāng)整,甚(shèn)至出现层间分离的情况。
干燥的耗材(cái)(左)与受潮的耗材(右)3D打印效果对比
如何防止翘边
另(lìng)一方面,也(yě)是(shì)比(bǐ)较令人头疼的问题就是打印尼龙时会像打印ABS一样出现翘(qiào)边现象,也许前(qián)几层(céng)打印正(zhèng)常,待你(nǐ)再次查(chá)看打印状况时,模型一边已经高高翘(qiào)起,甚(shèn)至整体脱离平台(tái)导致打印(yìn)得(dé)一团(tuán)糟。
那么(me)如(rú)何解(jiě)决(jué)打印尼龙过程出现(xiàn)的翘边(biān)现象呢?首先是热床温度建议选择在55°C - 65°C,同时在打印平台上(shàng)使用PVA基胶棒涂(tú)上一(yī)层薄(báo)薄的胶水。翘边的(de)现象(xiàng)会得到有效的(de)抑(yì)制。但是(shì),最有效的做法还是使用封闭的打印(yìn)平台(tái)(例(lì)如Ultimaker S5),对于早期的Ultimaker 3 机型, Ultimaker提供了升级包以解决翘边问题。
Ultimaker 尼龙材料
针对尼龙材(cái)料的特性(xìng),Ultimaker不仅通(tōng)过硬件升级包的加持来改善打印尼龙材(cái)料时出(chū)现的问题,还(hái)通过对尼(ní)龙(lóng)材(cái)料的深入研究,推出了更加易用的Ultimaker Nylon。
Ultimaker Nylon
Ultimaker 3 升级套件具体包含以下(xià)内容:1个(gè)前挡板、25个底板(bǎn)贴纸、1个粘合剂涂抹(mò)器(qì)、1个玻璃板。在打印容易翘边材(cái)料时,安装前挡板可以阻止热量逸出,产生45°C的(de)恒定温度,同(tóng)时还可以保护打印件(jiàn)免受(shòu)外部影(yǐng)响。稳定的环境可确保打印材料的冷却速(sù)度更慢,温度更(gèng)均匀(yún)地分布在整(zhěng)个(gè)零件中(zhōng)。这有助(zhù)于降(jiàng)低(dī)收缩(suō)率并降低翘(qiào)边和分层的(de)风险。
底板(bǎn)贴纸(zhǐ)改(gǎi)善了打印(yìn)平台的粘合(hé)性,并(bìng)且可(kě)以(yǐ)与(yǔ)大多数材料一起使用。它们是(shì)胶棒的绝佳(jiā)替代品,专为多种用(yòng)途(tú)而(ér)设计(jì)。底板贴纸使(shǐ)得打印零件的底(dǐ)面更光滑,在使用时要(yào)确保(bǎo)正确使用(yòng),以防止(zhǐ)出现气泡。
额外的玻璃板意味着可以不必(bì)再等(děng)待(dài)从Ultimaker 3 打印机中取出完成的打印件。相反,你可(kě)以快速(sù)更换(huàn)新的玻璃板,直接开始新的打印,从(cóng)而(ér)最大限度地减(jiǎn)少停机时间。
Ultimaker升级(jí)套(tào)件
Ultimaker Nylon的设计比(bǐ)市场上(shàng)的其他尼龙长(zhǎng)丝更可靠,更易于打印,具有低吸湿性和与底板(bǎn)的良好粘合性。与其他尼龙(lóng)耗材相(xiàng)比,它具(jù)有更低(dī)的吸湿性和更长的保(bǎo)质期。Ultimaker Nylon具有优(yōu)异的冲击强度(Izod测试为34.4 kJ /m2)、良好的延(yán)展(zhǎn)性(xìng)(断裂伸长率210%)和远远低于传统(tǒng)尼龙耗材的熔化温度(185°C),同时还兼具低摩擦(cā)系数(shù)、耐(nài)碱和耐有机(jī)化(huà)学(xué)品(pǐn)腐(fǔ)蚀等传统尼龙材料具备(bèi)的(de)特(tè)性。
使(shǐ)用(yòng)Ultimaker Nylon打(dǎ)印的(de)示例
Ultimaker Nylon兼(jiān)容性
如(rú)下面的(de)概(gài)述(shù)所示,Ultimaker Nylon与(yǔ)Ultimaker S5,Ultimaker 3和Ultimaker 2+兼容。如果(guǒ)在Ultimaker S5 或(huò) Ultimaker 3上打印材料,则可以使用(yòng)AA打(dǎ)印核心。
打印机与(yǔ)打(dǎ)印头模(mó)块/喷嘴(zuǐ)兼(jiān)容性(xìng)
除了单头(tóu)打印外,Ultimaker Nylon还可以与Ultimaker S5和Ultimaker 3上的(de)PVA、Breakaway一起打(dǎ)印。当需要(yào)打(dǎ)印尼龙(lóng)与(yǔ)TPU 95A或其他(tā)颜(yán)色的尼龙相结合(hé)时,可(kě)以通过(guò)实验完成。(注意:与 TPU 95A 的双重组合可能会导致打印(yìn)品表面出现拉丝和斑点(diǎn)。)
耗材兼容性
推荐的设置和配置(zhì)
Ultimaker Nylon的打印(yìn)温度为230°C至260°C。具(jù)体(tǐ)的温度(dù)取决你使用的打印机、喷嘴(zuǐ)尺(chǐ)寸和配置文件。例如,在具有0.25毫米打印喷头的(de)Ultimaker S5上,尼龙在(zài)230°C下打印,而(ér)在具有0.8毫米(mǐ)打印喷嘴的同(tóng)一台打印机上,温度设定(dìng)为245°C。
在(zài)大多数情况下(xià),尼龙在60°C的(de)底(dǐ)板温度下打(dǎ)印(yìn),但Ultimaker S5上的底(dǐ)板温度(dù)为70°C,用(yòng)于0.4和0.8mm打印。当在Ultimaker Cura中选择了打印机、喷嘴尺寸(cùn)和配置文件时(shí),将自动使用正确的温度。
Ultimaker Nylon可(kě)以很好地粘附在(zài)打印底板上,为了获得最佳的附着力和保(bǎo)护底板(bǎn),建议在(zài)玻璃板(bǎn)上使(shǐ)用一(yī)层(céng)薄薄(báo)的胶水(shuǐ)。因(yīn)为在取下打印品时,不使用胶水会有导(dǎo)致玻璃板碎裂的风险(xiǎn)。
Ultimaker Nylon的Ultimaker Cura版本经过优化,可以使用边(biān)缘或筏打印,具体取(qǔ)决于(yú)所(suǒ)选的打(dǎ)印机。在Ultimaker S5 和Ultimaker 3型材(cái)中,默(mò)认(rèn)选(xuǎn)择边缘,而Ultimaker 2+ 型材使用木(mù)筏作为平台粘(zhān)附型。这(zhè)种木筏特别推荐用于大型模型,而(ér)对于较小(xiǎo)型号,边缘应该足够。
冷(lěng)却(què)后最容易(yì)去除尼龙支(zhī)撑。但是,在使用筏板(bǎn)时,建议在底板仍(réng)然保温时将(jiāng)其拆下。这样可以更轻松地(dì)拆除筏(fá)板