Wasserdichte 3D-Druck-Teile: Was SLS PA 12 kann und was nicht

Die kurze Antwort

SLS PA 12-Teile sind nicht automatisch wasserdicht. Gesintertes Nylon hat eine leicht poröse Struktur, und dünne Wände können Wasser durchsickern lassen, besonders unter Druck. Dickere Wände, sorgfältiges Design und Dichtungen verbessern das Ergebnis erheblich, aber die Dichtigkeit muss am realen Teil getestet werden. Wir drucken, strahlen, polieren und färben Teile optional; wir versiegeln sie nicht und zertifizieren keine IP-Schutzarten.

Warum gesinterte Teile undicht sein können

Beim Lasersintern werden die Pulverkörner verschmolzen, aber nicht wie beim Spritzguss zusammengepresst. Das Ergebnis ist ein dichtes Teil mit einem kleinen Anteil an feinen Poren und einer Oberfläche, die matt und leicht körnig ist. Ob Wasser durchdringt, hängt ab von:

• Wandstärke: Eine dünne Wand bietet einen kurzen Weg durch die Poren; eine dickere Wand hält Wasser viel wahrscheinlicher zurück.
• Druck: Spritzer und Regen lassen sich viel leichter abhalten als Wasser unter Druck oder ein langes Eintauchen.
• Zeit und Flüssigkeit: Andere Flüssigkeiten können sich anders verhalten als Wasser, und eine Wand, die nach Minuten noch trocken ist, kann nach Tagen Feuchtigkeit aufweisen.
• Verbindungen: Die meisten Undichtigkeiten bei Gehäusen entstehen an der Verbindung zwischen Deckel und Basis, an Kabeleinführungen und Schrauben, nicht an der Wand selbst.

Das Material selbst nimmt wenig Wasser auf. EOS gibt für PA 2200, das von uns gedruckte Pulver, eine Wasseraufnahme von 0,52 % bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit an, was für ein Nylon niedrig ist; siehe PA 12 Hitze-, Chemikalien- und UV-Beständigkeit.

Was hilft: Designregeln

• Dickere Wände, wo Wasser gehalten wird. Dünne Wände nahe der 0,8 mm Grenze (der Rechner warnt darunter) sind am wenigsten wahrscheinlich dicht. Wände, die Wasser halten müssen, sollten deutlich dicker sein als die 1,5 bis 3 mm, die für gewöhnliche Gehäuse verwendet werden.
• Gleichmäßige Wände, keine plötzlichen Sprünge. Gleichmäßige Wände kühlen gleichmäßig ab und vermeiden Schwachstellen; runden Sie Innenecken ab.
• Wenige Verbindungen. SLS kann einen Kanal oder Behälter in einem Stück drucken, ohne geklebte oder geschweißte Nähte. Nutzen Sie das.
• Design für eine Dichtung. Planen Sie von Anfang an Flachdichtungen, O-Ringe oder Dichtmasse ein, anstatt sich nur auf die gedruckte Wand zu verlassen.
• Entpulverungsöffnungen: Hohle Teile benötigen mindestens zwei Entpulverungsöffnungen von mindestens 5 mm pro geschlossenem Hohlraum, um das Pulver abzulassen. Platzieren Sie diese dort, wo sie später verschlossen oder abgedichtet werden können, falls das Teil geschlossen sein muss. Siehe hohle Teile und Entpulverungsöffnungen.

Dichtungen, Flachdichtungen und O-Ringe

Bei Gehäusen ist die Verbindung meist der kritische Teil. Eine Nut-und-Feder-Verbindung mit einer weichen Dichtung oder eine Nut für einen O-Ring funktioniert bei gedruckten Teilen, wenn die Dichtflächen sorgfältig gestaltet sind:

• Die gedruckte Oberfläche ist matt und leicht körnig. Weiche, dicke Dichtungen und Schaumstoffdichtungen kommen damit besser zurecht als dünne O-Ringe.
• Wo ein O-Ring zuverlässig abdichten muss, sollten Sie in Erwägung ziehen, die Dichtfläche nach dem Drucken planzudrehen, nachzubearbeiten oder diese Fläche zu versiegeln.
• Klemmen Sie gleichmäßig mit ausreichend Schrauben; verwenden Sie Gewindeeinsätze aus Metall, damit die Schrauben ihre Vorspannung behalten.
• Kabeleinführungen benötigen richtige Kabelverschraubungen, nicht nur ein enges Loch.

Mehr zum Gehäusedesign unter 3D-gedruckte Gehäuse.

Versiegelung des Materials: Optionen, die wir nicht anbieten

Verschiedene Nachbehandlungen können die Poren von gesinterten Teilen schließen, zum Beispiel Imprägnierung, Infiltration mit Harzen, Beschichtungen oder chemisches Dampfglätten. Wir bieten keine davon an. Unsere Nachbearbeitung besteht aus Glasperlenstrahlen und Polieren in einer DyeMansion Powershot DUAL, was bei jedem Teil inbegriffen ist, sowie optionalem Färben mit flüssigen TCN-Farben. Das Polieren macht die Oberfläche gleichmäßiger, und das Färben koloriert die Oberflächenschicht, aber keiner der Schritte versiegelt das Teil. Wenn Sie eine versiegelte Oberfläche benötigen, kann ein Spezialist die Teile nach der Lieferung behandeln; fragen Sie diesen nach der Kompatibilität mit gefärbtem PA 12. Mehr unter SLS-Nachbearbeitung erklärt.

IP-Schutzarten und Druck

Eine IP-Schutzart beschreibt ein fertiges, montiertes Produkt und wird durch das Testen dieses Produkts nachgewiesen. Ein gedrucktes Gehäuse kann Teil eines Produkts sein, das eine Schutzart erreicht, aber die Schutzart hängt vom gesamten Design, den Dichtungen und der Montage ab. Wir testen oder zertifizieren keine IP-Schutzarten. Für Teile unter Druck, wie z. B. Flüssigkeitsverteiler oder Druckbehälter, testen Sie gründlich, ziehen Sie Versiegelungsbehandlungen in Betracht oder wählen Sie ein anderes Verfahren.

Wie man ein gedrucktes Teil testet

• Fülltest: Füllen Sie das Teil mit Wasser, verschließen Sie es und lassen Sie es für die Zeit stehen, in der es Wasser halten muss; prüfen Sie die Außenseite mit trockenem Papier.
• Tauchtest: Tauchen Sie bei Gehäusen die geschlossene Baugruppe ein und prüfen Sie danach das Innere auf Feuchtigkeit.
• Drucktest: Wenden Sie den tatsächlichen Druck mit etwas Spielraum an und achten Sie auf Tropfen oder Blasen.
• Wiederholen Sie dies mit der tatsächlichen Flüssigkeit und Temperatur, nicht nur mit kaltem Wasser.

Bestellen Sie zuerst ein oder zwei Testteile; beim SLS durchläuft jedes Teil einer Bestellung denselben Druckauftrag und dieselbe Nachbearbeitung, sodass sich spätere Teile gleich verhalten.

Typische Anwendungen und was zu erwarten ist

Wenn Ihr Projekt von der Dichtigkeit abhängt und Engineering sowie Tests erfordert, können die Spezialisten von prototype.builders bei der Konstruktion und den Prototypen helfen.

Häufig gestellte Fragen

Sind 3D-gedruckte SLS-Teile wasserdicht?

Nicht automatisch. Gesintertes PA 12 hat eine leicht poröse Struktur, sodass bei dünnen Wänden Wasser durchsickern kann, besonders unter Druck. Für dichte Teile sind dickere Wände, Dichtungen und Tests am realen Teil erforderlich.

Versiegeln oder beschichten Sie SLS-Teile, um sie wasserdicht zu machen?

Nein. Wir strahlen und polieren jedes Teil und bieten optionales Färben an; keiner dieser Schritte versiegelt das Teil. Imprägnierung, Infiltration, Beschichtungen oder Dampfglätten müssten nach der Lieferung von einem Spezialisten durchgeführt werden.

Kann ein 3D-gedrucktes Gehäuse eine IP-Schutzart erreichen?

Ein gedrucktes Gehäuse kann Teil eines Produkts sein, das eine Schutzart erreicht, aber eine IP-Schutzart ist eine Eigenschaft des fertigen, montierten Produkts und muss an diesem getestet werden. Wir testen oder zertifizieren keine IP-Schutzarten.

Welche Wandstärke macht ein SLS-Teil wasserdicht?

Es gibt keine Wandstärke, die dies garantiert. Dickere Wände halten Wasser viel eher zurück als dünne; Wände, die Wasser halten müssen, sollten deutlich dicker sein als die 1,5 bis 3 mm gewöhnlicher Gehäuse, und das Teil muss getestet werden.

Nimmt PA 12 Wasser auf?

Wenig. EOS gibt für PA 2200 eine Wasseraufnahme von 0,52 % bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit an, was für ein Nylon niedrig ist, sodass die Teile unter feuchten Bedingungen ihre Abmessungen behalten.

Können O-Ringe gegen eine gedruckte Oberfläche abdichten?

Manchmal, aber die matte, leicht körnige Oberfläche macht es schwieriger. Weiche, dicke Dichtungen kommen damit besser zurecht; für zuverlässige O-Ring-Dichtungen sollten Sie die Dichtfläche nach dem Drucken nachbearbeiten oder versiegeln und die Baugruppe testen.