Nylon, neboli polyamid (PA) je velmi univerzální materiál, který vyniká řadou mechanických, tepelných a chemických vlastností. Jeho použití v 3D tisku ale má i svá úskalí. Nylonové filamenty vyžadují zvýšenou péči při manipulaci a skladování, a také určitou dávku zkušenosti při tisknutí. Se správnými nástroji a pracovním postupem lze však tento materiál snadno a spolehlivě používat k výrobě funkčních, odolných, a na pohled krásných 3D výtisků.
Co je nylon
Ve 30. letech 20. století vyvinula společnost DuPont nový druh polymeru, jako alternativu hedvábí pro výrobu dámských punčoch. Pojmenovali jej nylon, ale si nikdy nezaregistrovali toto jméno jako ochrannou známku. Vzhledem k tomu, že tento název dnes označuje celou rodinu materiálů, píše se s malým "n".
Polyamid skutečně existuje v různých konfiguracích, mezi nejznámější patří PA-6, a PA-12 (číslo v názvu udává počet uhlíkových atomů). Velmi populární jsou pak varianty s příměsí uhlíkových vláken (CF) a skelných vláken (GF). Všechny nylony vám dají výtisky houževnaté, vysoce odolné proti nárazu a také proti opotřebení, díky přirozeně nízkému koeficientu tření. Přídavek vláken pak zlepšuje tuhost materiálu, ovšem na úkor koeficientu tření a s přidanou nutností použít tvrzenou trysku.
- PA6: je jedním z nejpoužívanějších materiálů v průmyslu. Je velmi odolný a houževnatý, s tepelnou odolností až do 180 stupňů. Je ale velmi obtížné s ním tisknout a okolní vlhkost absorbuje rapidním tempem.
- PA12: se tiskne lépe, nekroutí se tolik (je možné jej tisknout i bez vyhřívané komory) a je méně citlivý na vlhkost, v porovnání s PA6. Výtisky z PA12 mívají krásný povrch. Je ale pevnostně a odolnostně slabší než PA6.
Jak na 3D tisk nylonu
Vysušit. Nylonové filamenty patří k materiálům, které během krátké doby mohou absorbovat dost vlhkosti na to, aby se staly prakticky nepoužitelnými. Je tedy nutné je skladovat v obalu (např. v zavíracím pytlíku s vysoušecími pytlíky), a nejspíš i tak bude potřeba je před použitím vysušit. Více informací o vlivu vlhkosti na filamenty se dozvíte zde.
Přilnavost. Díky své chemické odolnosti a nadprůměrné smrštivosti nylon špatně přilne k povrchům z jiného materiálu. Většina nylonů proto vyžaduje aplikaci nějakého přípravku na tiskovou podložku, a další metody pro zlepšení adheze a pro zabránění deformace výtisku. Každý z následujících bodů představuje jeden "bod jistoty", pro úspěšný tisk s nylonem potřebujete nejméně 3 body.
- Tiskový povrch: Máte-li Průšu, použijte jejich speciální plát pro tisk nylonu. Máte-li Bambu Lab, použijte High-Temp povrch. Máte-li tiskárnu od jiného výrobce, máte smůlu. :D V tom případě použijte plát s hrubým texturovaným povrchem.
- Adhezní roztok: V ideálním případě doporučujeme použít Magigoo pro PA. Alternativně si můžete pomoci tyčinkovým lepidlem, při nejhorším alespoň 3D Lac.
- Teplota a rychlost tisku: Většina nylonů vyžaduje teplotu trysky nad 250 ˚C, u moderních rychlých tiskáren ideálně 270 ˚C. Nejdrsnější varianty, jako PA6-CF, můžete tisknout klidně na 290 ˚C. Teplotu podložky nastavte nejméně na 90 ˚C, ideálně 100-110 ˚C. První vrstvu tiskněte pomalu, ne víc než 50 mm/s. Aktivní chlazení vypnuté, kromě převisů a mostů.
- Límec (Brim): Rozhodně použije tuto funkci, a nastavte si i větší šířku, pokud se vleze.
- Vyhřívaná komora: V ideálním případě použijte 3D tiskárnu s aktivně vyhřívanou komorou (QIDI, X1E) a vytopte ji na 60 °C. Pasivně vyhřívané (tzn. pouze uzavřené) 3D tiskárny také rozhodně nechte před tiskem pár minut vyhřát.
K čemu se nylon používá
V rámci klasického FDM 3D tisku (tzn. do 350 °C) jsou polyamidy na vrcholu hierarchie, společně s polykarbonátem. Vykazují nadprůměrnou chemickou i tepelnou odolnost, používají se tedy nejen k výrobě funkčních prototypů, ale také finálních dílů a součástek.
- Ozubená kola - nízký koeficient tření v kombinaci s nízkou hmotností činí z tohoto materiálu jasnou volbu.
- Automobilové součásti - nylon je dostatečně odolný po chemické i mechanické stránce, aby bylo možné jej použít na díly v motorovém prostoru vozidel.
- Spojovací materiál - nylonové díly mohou sloužit jako náhrada kovových dílů v podmínkách nízkého zatížení. Příkladem mohou být šrouby, těsnění, nebo třeba stahovací zip-pásky.
- Pouzdra a ložiska - díky nízkému tření a vysoké odolnosti proti opotřebení je nylon solidní volbou pro tento typ výrobků.
______
Použité zdroje:
- https://magigoo.com/blog/durable-and-long-lasting-3d-prints-nylon-as-a-functional-material/
- https://www.youtube.com/watch?v=dTWAJmWeGHc&t=2s&ab_channel=Polymaker
- https://www.youtube.com/watch?v=cQb-hbr1KYY&ab_channel=MyTechFun