PA

Auch als Nylon bezeichnet

Nylon (Polyamid oder PA) gilt als eines der vielseitigsten technischen Materialien im 3D-Druck und wird für seine außergewöhnliche Festigkeit, Flexibilität und Verschleißfestigkeit geschätzt. Weit verbreitet in Branchen von der Luft- und Raumfahrt bis zum Gesundheitswesen, schlägt Nylon die Brücke zwischen starren Kunststoffen und elastischen Polymeren und ermöglicht funktionale Bauteile, die Belastung, Wärme und rauen Umgebungen standhalten.

Was ist Nylon (PA)?

Nylon ist ein synthetisches thermoplastisches Polyamid, bekannt für seine teilkristalline Struktur, die Steifigkeit und Zähigkeit ausgleicht. Diese Materialfamilie umfasst Varianten wie PA6, PA11, PA12 sowie glas- oder kohlefaserverstärkte Verbundstoffe, die jeweils für spezifische Anwendungen ausgelegt sind. Wichtige Eigenschaften sind:

• Hohe Zugfestigkeit: Hält mechanischer Beanspruchung und wiederholter Belastung stand.

• Schlagzähigkeit: Nimmt Stöße auf, ohne zu brechen, ideal für dynamische Bauteile.

• Thermische Stabilität: Arbeitet kontinuierlich bei Temperaturen bis zu 120°C (höher bei verstärkten Sorten).

• Niedriger Reibungskoeffizient: Reduziert Verschleiß in beweglichen Teilen wie Zahnrädern und Lagern.

Drucken mit Nylon: Herausforderungen und Lösungen

Nylons hygroskopische Natur und Verzugstendenzen erfordern sorgfältige Handhabung, aber optimierte Einstellungen liefern zuverlässige Ergebnisse.

Optimale Einstellungen

• Düsentemperatur: 220–260°C (variiert je nach Sorte; PA12 wird typischerweise bei 230–250°C gedruckt).

• Betttemperatur: 70–100°C (beheiztes Druckbett ist entscheidend für die Haftung). Nicht erforderlich für Polymaker's Warp Free™ Nylons.

• Druckgeschwindigkeit: 30–60 mm/s (langsamere Geschwindigkeiten verbessern die Schichthaftung).

• Gehäuse: Erforderlich für Drucker mit offenem Rahmen, um Verzug und Zugluft zu minimieren. Nicht erforderlich für Polymaker's Warp Free™ Nylons.

Materialvorbereitung

• Trocknung: Vorwärmen des Filaments bei 50–70°C für 6–8 Stunden um aufgenommenes Feuchtigkeits zu entfernen. Sollte die ganze Zeit, in der gedruckt wird, im Trockner aufbewahrt werden.

• Lagerung: In luftdichten Behältern mit Trockenmittel aufbewahren, um Wiederehydration zu verhindern.

Haftung und Verzug

• Druckplatte: Die Verwendung von PEI-Folien, Magigoo oder Klebstoffen wie einem Klebestift hilft.

• Geschlossene Umgebung: Hält stabile Umgebungstemperaturen aufrecht und reduziert Verzug. Nicht erforderlich für Polymaker's Warp Free™ Nylons.

Vorteile von Nylon

1. Festigkeit und Flexibilität: Kombiniert hohe Zugfestigkeit (bis zu 80 MPa) mit Bruchdehnung (15–30 %), wodurch langlebige, einrastbare Bauteile möglich sind.

2. Thermische und chemische Beständigkeit: Widersteht Ölen, Kraftstoffen und Laugen, geeignet für Automobil- und Industrieanwendungen.

3. Abriebfestigkeit: Ideal für Zahnräder, Lager und gleitende Teile aufgrund geringer Reibung.

4. Biokompatibilität: Medizintaugliche Varianten unterstützen Prothesen, Orthesen und chirurgische Schablonen.

5. Verbundoptionen: Kohlefaser- (CF) oder Glasfaser- (GF) Verstärkung erhöht Steifigkeit, Wärmeformbeständigkeit und dimensionsstabile Eigenschaften.

Einschränkungen von Nylon

1. Hygroskopisches Verhalten: Nimmt schnell Feuchtigkeit auf, was sorgfältiges Trocknen und Lagern erfordert. Bauteile können auch nach dem Drucken Feuchtigkeit aufnehmen – wodurch sich die Abmessungen leicht ändern können.

2. Verzug: Neigt ohne geschlossenen Drucker oder beheizte Kammer zu Schrumpfung, sofern nicht die Nylonoptionen von Polymaker verwendet werden.

3. Abrasive Verbundstoffe: Kohlenstoff- oder glasgefüllte Varianten verschleißen Düsen schnell; verwenden Sie gehärtete Stahl- oder Rubinspitzen.

4. Nachbearbeitungs-Komplexität: Schwer zu schleifen oder zu glätten; Fräsen oder Trommeln kann erforderlich sein.

Anwendungen von Nylon im 3D-Druck

• Luft- und Raumfahrt: Flugtaugliche Halterungen, Luftkanäle und Drohnenkomponenten (mit glasverstärktem PA6-GF30).

• Automobilbereich: Kraftstoffleitungen, Halterungen im Motorraum und kundenspezifische Dichtungen.

• Industrie: Vorrichtungen, Spannmittel, Förderbänder und verschleißfeste Zahnräder.

• Gesundheitswesen: Prothesensockel, chirurgische Schablonen und biokompatible Implantate.

• Konsumgüter: Robuste Handyhüllen, einrastende Gehäuse und hochbelastbare Spielzeuge.

Anforderungen zum Drucken von Nylon

Dies kann stark variieren, abhängig von der Art des Nylons und den Herstelleranforderungen. Allgemein gesprochen sollten Sie jedoch Folgendes haben:

• Ein Filamenttrockner und eine Möglichkeit, Filament trocken zu halten, wenn es nicht verwendet wird.

• All-Metal-Hotend für jedes Nylon, das über 240°C erfordert

• Anlassen nach dem Drucken für bestmögliche Festigkeit und Wärmebeständigkeit.