Содержание
- Общие характеристики,
- Особенности, плюсы и минусы,
- Основные настройки принтера,
- Применение PETG,
- Вывод,
- FAQ.
Общие характеристики Нейлона
NYLON - он же полиамид, поэтому известен также под сокращением PA. Пластик неоднозначный, но очень интересный по свойствам и удобству печати. Находится на верхней границе “бытовых” пластиков с хорошим заносом в “инженерные”. Однозначно один из самых прочных с уникальными характеристиками, но и один из самых дорогих и капризных в хранении и печати.
Nylon, имея непростой характер, вряд ли будет интересен для использования в декоративных целях, а потому не может похвастаться широким диапазоном цветовой гаммы, выпускается цветах в пяти, из которых лучше всего бесцветный. Этот пластик заточен под функционал, под тяжелые условия работы, под то, что требует высокой прочности, термостойкости, ударопрочности и износостойкости. В этом ему нет равных среди тех пластиков, которыми можно с трудом, но печатать на домашних принтерах. Стоит оно того или нет, давайте попробуем разобраться.
Особенности, плюсы и минусы Nylon
NYLON, пожалуй самый прочный пластик из тех, что можно назвать бытовыми. Голыми руками вы устанете ломать даже нить из катушки, она будет делаться все тоньше и тоньше, но держаться будет до последнего, изматывая вас физически и уничтожая морально. Разумеется, это один из главных его плюсов.
Он относительно гибкий, но не “резиновый” (как TPU), и деформацию на изгиб при проектировании детали следует обязательно учитывать. Сломать изделие из нейлона практически невозможно, а вот погнуть, приложив достаточное усилие, вполне реально. После сильной деформации и снятия нагрузки частично восстанавливает форму, но не полностью.
Вторым несомненным плюсом нейлона можно назвать гладкую структуру его поверхности, что делает ее очень “скользкой” и износостойкой, благодаря чему этот материал является лучшим пластиком для изготовления таких деталей как шестерни, втулки, шарниры и так далее. Коэффициент трения нейлон-нейлон без смазки достигает 0,15, что вдвое меньше чем, например, латунь-латунь - популярный металл, из которого делают аналогичные вещи. При этом прочность деталей не уступает латунным, а по долговечности намного превышает их. Нейлоновые детали могут долго работать даже без смазки, не теряя своих свойств, о чем металлические и мечтать не смеют. А ведь за смазкой надо следить, регулярно обновлять, иначе пыль и стружки быстро превратят ее в абразив. Нейлон не ржавеет, не разлагается и не покрывается оксидной пленкой.
Nylon бьет и другие рекорды, например в гигроскопичности, но это уже немалый минус. Влагу из воздуха впитывает как губка, быстро и много. Перед печатью требует обязательной просушки в течение нескольких часов, даже если до этого провисел на принтере совсем недолго.
Вот две вазы, напечатанные из одного и того же материала. Первая сделана сразу после сушки, вторая после того, как катушка с пластиком побывала на принтере порядка 12 часов в комнате с относительной влажностью воздуха менее 30%. Материал стал мягким, визуально мутным и шершавым на ощупь. Печать первого экземпляра проходила в тишине, второго - с некоторым “шуршащим” звуком и потрескиванием, что объясняется выходом водяных паров из сопла. Если бы катушка провисела сутки и более, печать вообще стала бы невозможной. Отсюда вывод: сушить перед каждой печатью обязательно, даже если пластик хранился в герметичном пакете.
При печати запах почти не ощущается, хотя из некоторых источников информации следует, что нейлон выделяет незначительное количество ядовитых паров. С “химической” атакой от ABS, конечно, не сравнить, но и “жареной картошкой”, как от PLA, пахнуть тоже не будет. На всякий случай, старайтесь не дышать одним воздухом с принтером при его работе. В “холодном” виде почти не токсичен, но применять для посуды и медицинских изделий не рекомендуется.
Стоек к кислотам, щелочам, маслам, растворам солей, жирам, бензину органическим растворителям. Неравнодушен к ультрафиолету. Изделия, работающие на открытом воздухе, следует закрывать или окрашивать. Растворяется в кислотах, особенно в концентрированных. В природных условиях (без прямых солнечных лучей) быстрому разложению и деградации не подвержен, довольно долговечен.
Nylon, пожалуй, лидер по враждебности к 3D-печатникам. Большой коэффициент усадки и плохая адгезия к столу часто приводит к отрыву больше толще 5 мм в высоту.
В бой идут специальные покрытия, лаки, стекла, юбки в 15 оборотов, рафт и высокая (до 120 градусов) температура стола, но более-менее гарантировать удачу может только термокамера, которой лишены 99% бытовых принтеров. Заготовку коробит при остывании и даже если крепко приклеить ее к стеклу, дело может закончиться вот так:
Высокая температура плавления (до 280 градусов) так же оставляет некоторые принтеры за бортом проплывающего мимо нейлонового Бенчи.
Остывшая деталь слегка сжимается, а значит следует предварительно масштабировать ее в слайсере в бо́льшую сторону. Процент масштабирования подбирается опытным путем, он отличается от производителя к производителю и от партии к партии. Может достигать нескольких процентов.
Эластичен. По упругости значительно обгоняет PETG, что скорее минус, чем плюс. Хорошо работает на изгиб и кручение, но факт деформации следует учитывать.
Благодаря гладкой поверхности имеет высокую износоустойчивость, хорошо работает при сопряжении поверхностей, особенно из того же материала. Повторим, что шестеренки и прочие подвижные и трущиеся элементы получаются из нейлона на порядок лучше, чем из других пластиков.
Немного “сопливит”, причем нити обладают беспрецедентной прочностью, порой их трудно оторвать руками, да и к горячему фену они почти равнодушны. Но можно легко срезать их острым ножом или удалить ножницами.
С легкостью поддается механической обработке, деталь хорошо сверлится, шкурится, строгается, режется. Несмотря на глянцевую поверхность неплохо грунтуется и красится. Напомним, что покраска настойчиво рекомендуется для изделий, работающих под открытым небом.
Плохо подвержен химической постобработке, плохо склеивается. При проектировании деталей следует это учитывать и избегать склеивания поверхностей, заменяя на другие виды соединений, например резьбу.
Пластик крайне тягучий, а потому не любит высокой скорости печати. Рекомендуется от 40 мм/с и ниже, что немного затягивает время печати.
По возможности следует избегать печать с поддержками. Ввиду своей утонченности и отсутствию обдува они получаются плохо, часто не получаются вообще. Поддержки трудно удаляются и оставляют заметные следы
на поверхности. В идеале, если позволяют возможности, для этого материала следует использовать поддержки из других пластиков, например ABS, но и тут следует приноровиться.
NYLON, пожалуй, самый термостойкий “бытовой” пластик. По данному показателю он оставляет далеко за спиной и ABS, и HIPS. Кипяток выдерживает не напрягаясь, скорее даже немного размягчаясь, не теряя при этом формы. По слухам, не течет градусов до 200, но лучше до таких температур все же не доводить.
К минусу нейлона отнесем и высокую стоимость, он в несколько раз дороже своих конкурентов - ABS, PLA и PETG. По этой причине часто продается мотками по 500 г, а не по килограмму, как другие пластики, но бывают и исключения.
Нейлон непростой материал, особенно для начинающего печатника. Если решитесь связаться с ним, запаситесь терпением и будьте готовы к экспериментам и неприятным сюрпризам. Однако оно того стоит, нейлон значительно опережает другие пластики по ряду параметров и просто незаменим в некоторых случаях. Следует обязательно “подружиться” с ним и иметь в запасе на всякий случай катушку-другую.
Основные настройки принтера
Этот пластик - один из самых сложных для печати, капризнее него разве что некоторые композиты на его же основе. Обладает относительно большой термоусадкой, требует обязательной предварительной сушки, подготовки стола и высокой температуры разогрева. Боится сквозняков и обдува, что особенно печально, если требуется изготовить небольшую деталь с тонкими элементами. Про усадку следует помнить, если важна геометрическая точность изделия, нельзя забывать про масштабирование и возможные деформации.
- Температура экструзии: 240-280 ०С
- Температура стола: 100-120 ०С
- Скорость печати: 30-40 мм/с
- Высота слоя: от 25 до 75% диаметра сопла, лучше 50%.
При перемещении над заготовкой поднимать экструдер по оси Z, во избежание удара соплом по уже напечатанным элементам.
Трудно прилипает к чистому стеклу, перед печатью следует нанести слой 3D-лака или другого адгезива. Рекомендуется использовать принтер с активной термокамерой.
Применение NYLON
Подведем итоги: пластик очень прочен, довольно гибок, хорошо обрабатывается, плохо красится и склеивается, очень сложно печатается, не боится воды (после печати), солей, щелочей и масла, боится ультрафиолета и некоторых кислот. При проектировании функциональных изделий следует учитывать эластичность и термоусадку. По цене NYLON намного дороже своих “одноклассников” - ABS, PLA и PETG.
Таким образом, его можно рекомендовать для:
- Предметов, работающих при довольно высоких температурах (от 100 градусов и выше).
- Деталей механизмов и машин, особенно сопрягаемых, таких как шарниры, рычаги, шестерни и т.п.
- Деталей различных устройств, механизмов и корпусов, которые были утрачены или сломаны.
- Деталей интерьера и экстерьера. При использовании на открытом воздухе (в т.ч. под солнечными лучами) требуется покраска. Плафоны, ручки дверей, элементы мебели, крепления, горшки цветов и прочие предметы, в том числе механически нагруженные.
- Демпферы, упоры, ограничители и прочие предметы, требующие высокой ударопрочности.
Не рекомендуется применять NYLON для:
- Рычагов, кронштейнов и прочих деталей, рассчитанных на большую нагрузку на изгиб при недостаточном размере, если критична форма (деталь может довольно сильно изгибаться).
- Посуды и изделий медицинского назначения.
- Изделий, работающих на открытом воздухе без покраски.
- Декоративных изделий.
Вывод
NYLON - самый неоднозначный пластик, в нем сочетается запредельная прочность, износостойкость и термоустойчивость, трудность хранения и печати, а также высокая цена. Его можно и нужно использовать в бытовой и, особенно, профессиональной 3D-печати, если возникает необходимость в изделиях с таких высокими характеристиками.
Не рекомендуется к использованию начинающими 3D-печатникам, так как сложен, капризен, требует навыков и терпения в освоении, что вполне может вызвать разочарование и отбить желание продолжать работу. Но случае успеха страдания будут с лихвой оправданы.
FAQ
Какие разновидности PA существуют в продаже?
Разные производители используют разные маркировки, например PA6, PA11, PA12, 910, 645 и так далее. Материал постоянно улучшается, более новые марки проще в печати и меньше капризничают. Кроме того, нейлоны могут отличаться по температуре плавления, степени усадки и твердости. Следует внимательно изучать заявленные свойства перед покупкой, ориентируясь на ваши потребности.
Существует ли “адаптированный” для любительского применения NYLON?
На поиски такого нейлона ушло много времени и пробников, но теперь можно сказать, что да, такой материал есть. Называется NYLON.htp от одноименного производителя, компании HTP (не реклама абсолютно, а выстраданный опытным путем проб и ошибок вывод).[a] Их продукция представляет собой смесь из нейлонов различных марок и секретных добавок, что позволило получить материал на порядок проще для печати, сравнимый с PETG. Он хорошо липнет к чистому столу при температуре 100 градусов (и ниже), имеет очень малую усадку, почти не “сопливит” и даже позволяет использовать небольшой обдув (10-30%), что положительно сказывается на мелких элементах. Все это позволяет получать предметы высокого качества, о которых при “обычных” нейлонах и не мечтали. Хорошо печатается на более высоких скоростях, например 50-60 мм/с, что положительно сказывается на производительности.
Возможно, какие-то характеристики частично принесены в жертву, это стоит выявить экспериментальным путем, но пока он вызывает только положительные эмоции. Прочность очень высокая, кипятка не боится, цена не кусается - по сравнению с конкурентами этого уже достаточно, чтобы иметь его в арсенале. Но нейлон есть нейлон, не следует забывать о просушке и вообще не терять бдительности.
Не влияет ли гигроскопичность на готовые изделия?
Нейлон продолжает впитывать влагу и после печати, это заметно по его цвету, чем больше впитал, тем он более белый и менее прозрачный. Слева свежий, справа спустя неделю на свежем воздухе.
Однако, на физические и химические свойства материала влажность если и влияет, то незначительно, поэтому не стоит придавать ей большого внимания.
Годится ли нейлон для повседневных задач?
Если вы достаточно богаты и готовы перед каждой печатью снимать катушку, сушить ее несколько часов, то да. Но вообще следует относиться к нейлону как к особенному, инженерному пластику, который применяется только в случае необходимости там, где другие ни на что не годятся.
