PA 12: Temperatur-, Chemikalien- und UV-Beständigkeit von SLS-Teilen

Woher die Zahlen stammen

Wir drucken weißes PA 12 aus dem PA 2200-Pulver von EOS auf einer EOS FORMIGA P 110 Velocis. Die untenstehenden thermischen Werte stammen aus dem aktuellen EOS-Datenblatt für PA 2200 (Prozess "Balance", 0,12 mm Schichten). Der Temperatureinsatzbereich, die Wasseraufnahme und die Tabelle zur chemischen Beständigkeit stammen aus der EOS-Produktinformation für PA 2200. Alles sind Materialwerte, die an Prüfkörpern gemessen wurden. EOS selbst weist darauf hin, dass diese nur zur Information dienen und die Eignung eines Teils für einen bestimmten Zweck vom Anwender beurteilt werden muss.

Hitzebeständigkeit

X bedeutet innerhalb der Schichten, Z quer dazu. In seiner Produktinformation fügt EOS zwei praktische Aussagen hinzu: PA 2200-Teile zeigen eine hohe mechanische Festigkeit und Elastizität bei stetiger Beanspruchung in einem Temperaturbereich von −40 °C bis +80 °C, und eine kurzzeitige Belastung der Teile ohne Beanspruchung ist bis zu 160 °C möglich.

Was das in der Praxis bedeutet

• Die Belastung ist wichtiger als die Temperatur allein. Die beiden Wärmeformbeständigkeitswerte zeigen es: Bei geringer Belastung (0,45 MPa) behält das Material seine Form bis weit über 140 °C, bei höherer Belastung (1,80 MPa) nur bis etwa 60 °C.
• Belastete Teile: Halterungen, Klemmen, Schnappverbindungen und Presspassungen, die Lasten tragen, sollten deutlich unter den 1,80 MPa-Werten bleiben und bei ihrer tatsächlichen Arbeitstemperatur getestet werden.
• Unbelastete Teile: Abdeckungen, Führungen und Gehäuse ohne Beanspruchung tolerieren kurze Wärmeperioden bis zu den 160 °C, die EOS für kurzzeitige Belastung ohne Beanspruchung angibt.
• Kriechen: Nylon verformt sich langsam unter konstanter Belastung, und bei höheren Temperaturen noch stärker. Geklemmte Schrauben und Presspassungen in warmen Bereichen verlieren mit der Zeit an Vorspannung.
• Kälte: EOS gibt −40 °C als unteres Ende des Einsatzbereichs an. Bei niedrigen Temperaturen wird das Material steifer und verzeiht Stöße weniger gut.

Chemische Beständigkeit

PA 12 hat wenige Amidgruppen in seiner Kette, was es beständiger gegen viele Chemikalien und weniger empfindlich gegenüber Wasser macht als PA 6. Die Produktinformation von EOS für PA 2200 enthält eine Beständigkeitstabelle (Exposition von 6 Monaten bei 20 °C und 4 Wochen bei 60 °C). Eine Auswahl der aufgeführten Stoffe:

Kurz gesagt: Öle, Kraftstoffe, Fette, viele Lösungsmittel und Laugen sind im Allgemeinen unbedenklich; starke Säuren und Oxidationsmittel hingegen nicht. Konzentration, Temperatur, Einwirkzeit und mechanische Beanspruchung verändern das Ergebnis, und beanspruchte Teile können in Medien reißen, die eine unbelastete Probe übersteht. Bei einem neuen Medium sollten Sie eine gedruckte Probe unter realistischen Bedingungen testen, bevor Sie sich darauf verlassen.

Wasser und Luftfeuchtigkeit

EOS gibt für PA 2200 folgende Werte zur Wasseraufnahme an: 0,52 % bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit, 1,33 % bei 23 °C und 96 % relativer Luftfeuchtigkeit sowie 1,93 % bei Sättigung in Wasser bei 100 °C. Das ist niedrig für ein Polyamid, weshalb PA 12-Teile ihre Abmessungen und Steifigkeit in feuchter Luft gut beibehalten. Lasergesinterte Teile haben eine leicht poröse Oberfläche, sodass dünne Wände nicht automatisch wasserdicht sind; siehe PA12 vs PA11 vs PA6 für einen Vergleich der Nylons.

UV- und Außeneinsatz

EOS veröffentlicht keine UV- oder Verwitterungswerte für PA 2200. Es gilt, was allgemein über unstabilisierte Polyamide bekannt ist: Unbehandeltes weißes PA 12 kann nach langer Außenbewitterung vergilben und spröder werden, wobei die Oberfläche zuerst angegriffen wird. Praktische Konsequenzen:

• Für einen kurzen Außeneinsatz oder gelegentliches Sonnenlicht sind PA 12-Teile in der Regel gut geeignet.
• Für den dauerhaften Außeneinsatz sollten Sie eine Probe in der realen Umgebung testen oder das Teil mit einer geeigneten Beschichtung schützen, die nach der Lieferung aufgetragen wird.
• Gefärbte Teile sind in der Oberflächenschicht eingefärbt; die Farben können sich nach langer Sonneneinstrahlung verändern, wie bei den meisten gefärbten Kunststoffen.
• Dünne Merkmale und Schnappverbindungen verlieren zuerst an Zähigkeit; konstruieren Sie Außenteile mit etwas Spielraum.

Brand- und elektrische Eigenschaften

EOS stuft PA 2200 nach UL 94 HB bei 0,5, 1,6 und 3,2 mm ein und gibt eine Kriechstromfestigkeit (CTI) von mindestens 600 (IEC 60112) an. Dies sind Materialbewertungen. Produkte und Anwendungen mit Anforderungen an den Brand- oder elektrischen Schutz erfordern Tests am fertigen Teil; wir zertifizieren keine Teile.

Färben und Veredeln verändern die Beständigkeit nicht

Jedes Teil wird glasperlengestrahlt und in einer DyeMansion Powershot DUAL poliert. Laut DyeMansion verdichtet dies die Oberfläche, anstatt Material abzutragen. Das Färben mit flüssigen TCN-Farbstoffen färbt die Oberflächenschicht ohne eine Beschichtung. Keiner der beiden Schritte ist eine Schutzbehandlung: Ein gefärbtes oder poliertes Teil weist das chemische und thermische Verhalten von PA 12 auf.

Checkliste für anspruchsvolle Umgebungen

• Arbeitstemperatur und Belastung bekannt; belastete Teile deutlich unter den 1,80 MPa-Wärmeformbeständigkeitswerten.
• Jede Flüssigkeit, die das Teil berührt, überprüft, einschließlich Konzentration und Temperatur.
• Starke Säuren und Oxidationsmittel vermieden.
• Dauerhafter Außeneinsatz an einer Probe getestet.
• Brand- oder elektrische Anforderungen am fertigen Teil getestet.

Mehr über das Material im PA12-Nylon-Leitfaden und unter Wie stark ist SLS-Nylon?. Bei Teilen, die für eine anspruchsvolle Umgebung konstruiert und getestet werden müssen, können die Spezialisten von prototype.builders helfen.

Häufig gestellte Fragen

Welcher Temperatur hält SLS PA 12 stand?

EOS gibt für PA 2200 eine Schmelztemperatur von 176 °C und eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur von 157 °C bei 0,45 MPa und 64 °C bei 1,80 MPa an. EOS beschreibt einen Einsatzbereich von −40 °C bis +80 °C bei stetiger Beanspruchung und eine kurzzeitige Belastung ohne Beanspruchung bis zu 160 °C.

Ist PA 12 beständig gegen Öl und Kraftstoff?

Ja. In der Beständigkeitstabelle von EOS für PA 2200 werden Benzin, Heizöl, Petroleum, Bremsflüssigkeit und Glykol bei 20 °C und 60 °C als beständig eingestuft. Testen Sie die spezifische Flüssigkeit, Temperatur und Belastung Ihrer Anwendung.

Welche Chemikalien greifen PA 12 an?

Starke Säuren und Oxidationsmittel. EOS stuft PA 2200 als nicht beständig gegen 10 %ige Salz-, Salpeter- und Chromsäure bei 20 °C und 60 °C ein.

Ist PA 12 UV-beständig?

EOS veröffentlicht keine UV- oder Witterungswerte für PA 2200. Unbehandeltes weißes PA 12 kann nach langer Außenbewitterung vergilben und spröder werden, daher sollten dauerhafte Außenteile getestet oder mit einer Beschichtung geschützt werden.

Wie viel Wasser nimmt PA 12 auf?

EOS gibt für PA 2200 0,52 % bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit, 1,33 % bei 96 % relativer Luftfeuchtigkeit und 1,93 % bei Sättigung in Wasser bei 100 °C an. Das ist niedrig für ein Nylon.

Verbessert das Färben die Beständigkeit von SLS-Teilen?

Nein. TCN-Farbstoffe färben die Oberflächenschicht ohne Beschichtung, und Strahlen und Polieren verdichten die Oberfläche. Ein gefärbtes Teil verhält sich wie PA 12.