用于 FDM 3D 打印 的尼龙类型

尼龙，也称为聚酰胺（PA），是一类热塑性聚合物，因其强度、柔韧性和耐磨性而在FDM 3D打印中备受重视。尽管其机械性能吸引人，尼龙耗材却是最具挑战性的打印材料之一，因为它们需要较高的打印温度、易翘曲并且极易吸湿。为FDM打印配方的几种尼龙类型各具不同特性，这些特性会影响打印质量、机械性能和使用便捷性。

PA6（尼龙6）

PA6是FDM打印中最常用的尼龙之一。它是一种坚韧的材料，具有高拉伸强度和优异的抗冲击性，适用于功能性零件和机械部件。然而，PA6会迅速从空气中吸收水分，若未正确干燥，会导致气泡和层间粘结不良。除非使用加热床和封闭腔体，否则它也极易翘曲。典型挤出温度范围为250°C到270°C。经过退火后，PA6零件由于结晶度提高而获得更好的尺寸稳定性和耐热性。

PA66（尼龙66）

PA66在成分上与PA6相似，但熔点略高，约为260°C。这使其相比PA6具有更高的刚性、耐磨性和耐热性。它在载荷下具有较低的蠕变，在精密机械部件方面表现良好。与PA6一样，PA66高度吸湿且在打印过程中易翘曲，因此需要干燥的耗材存储、加热床（约80°C–100°C）和封闭环境。材料在退火后显著变硬，但随后暴露于湿气时会变得更具延展性和抗冲击性。

PA12（尼龙12）

PA12是一种常见的工程级耗材，其分子链较PA6和PA66更长且吸湿性更低。这使其具有更好的尺寸稳定性且打印更容易，翘曲问题更少。典型挤出温度在240°C到260°C之间。PA12提供高抗冲击性、非常良好的耐化学性以及比其他尼龙更大的柔韧性。其较低的吸水性也意味着在潮湿环境中更能保持尺寸精度。PA12耐热至约180°C，并对退火以进一步结晶化和提高韧性具有良好响应。

PA612（尼龙612）

PA612结合了PA6与PA12的特性。它比PA6吸湿更少，同时保持比PA12更高的刚性。结果是该材料适用于需要机械强度与稳定性平衡的应用。它比PA6或PA66更易打印且不易翘曲。PA612零件表面光滑且不易脆裂，使其在美观与功能性部件方面都很通用。耐热性适中，通常低于PA66但高于PA12。

其他尼龙混合物与复合材料

一些尼龙配方将多种聚酰胺类型混合或包含添加剂以实现特定目标。纤维增强尼龙尤其受欢迎：碳纤维和玻璃纤维增强可以提高刚性、强度和尺寸稳定性，同时减少收缩和翘曲。这些添加剂还通过限制打印过程中的热变形来改善表面光洁度。然而，含纤维的耗材更具磨蚀性，需要使用硬化喷嘴。

可打印性挑战

成功打印尼龙需要高挤出温度（通常为240°C–280°C）、加热打印床和受控的环境温度（若不使用Polymaker尼龙则尤其重要）。尼龙天然的吸湿性会导致吸收水分，在挤出过程中产生蒸汽囊，从而造成表面坑洼和层间粘结薄弱。耗材应始终保持干燥，理想情况下存放在密封容器或耗材烘干机中。翘曲是另一个主要困难，因为尼龙在冷却过程中收缩较强。

为了解决翘曲问题，Polymaker开发了Warp-Free™（Warp Free Technology）技术，该技术通过优化材料配方以在冷却过程中释放内部应力。这使得在开架式打印机上打印更大尺寸的尼龙部件时，卷边或层分离的风险降低。

退火与湿气的影响

对尼龙零件进行退火可增强其结晶度，从而提高结构强度、刚性和耐热性。完全结晶的零件在承载和高温环境下表现更佳。然而，随着时间推移，当零件吸收湿气时，聚合物链的活动性增加，导致更高的延展性和抗冲击性，但刚性降低。这种权衡使得尼龙适用于需要韧性和轻微柔性的零件。

总结

每种尼龙类型在易打印性、机械性能和环境稳定性之间带来不同的平衡。PA6和PA66在提高刚性和耐热性方面表现优异，但打印难度更大，而PA12和PA612则更宽容且耐湿性更好。增强型尼龙进一步应对了翘曲和机械极限问题。通过适当干燥、温度管理以及使用像Warp-Free™（Warp Free Technology）这样的先进配方，尼龙仍然是FDM 3D打印中用于制造耐用功能部件的最有能力的材料之一。