Odporność PA 12 na ciepło, chemikalia i promieniowanie UV: Gdzie części SLS się sprawdzają

Skąd pochodzą dane

Drukujemy biały PA 12 z proszku PA 2200 firmy EOS na maszynie EOS FORMIGA P 110 Velocis. Poniższe wartości termiczne pochodzą z aktualnej karty charakterystyki EOS dla PA 2200 (proces "Balance", warstwy 0.12 mm). Zakres temperatur użytkowania, absorpcja wody i tabela odporności chemicznej pochodzą z informacji o produkcie EOS dla PA 2200. Wszystkie te wartości to parametry materiału zmierzone na próbkach testowych. Sama firma EOS zaznacza, że mają one charakter wyłącznie informacyjny, a przydatność części do określonego celu musi zostać oceniona przez użytkownika.

Odporność na ciepło

X oznacza wzdłuż warstw, Z w poprzek nich. W informacjach o produkcie EOS dodaje dwa praktyczne stwierdzenia: części z PA 2200 wykazują wysoką wytrzymałość mechaniczną i elastyczność pod stałym obciążeniem w zakresie temperatur od −40 °C do +80 °C, a krótkotrwałe obciążenie części bez naprężeń jest możliwe do 160 °C.

Co to oznacza w praktyce

• Obciążenie ma większe znaczenie niż sama temperatura. Pokazują to dwie wartości odkształcenia cieplnego: przy niskim obciążeniu (0.45 MPa) materiał zachowuje swój kształt do temperatury znacznie powyżej 140 °C, przy wyższym obciążeniu (1.80 MPa) tylko do około 60 °C.
• Części obciążone: wsporniki, zaciski, zatrzaski i połączenia wciskane przenoszące obciążenia powinny pozostawać znacznie poniżej wartości 1.80 MPa i być testowane w ich rzeczywistej temperaturze roboczej.
• Części nieobciążone: osłony, prowadnice i obudowy bez naprężeń tolerują krótkie okresy ciepła, aż do 160 °C, które EOS podaje dla krótkotrwałego obciążenia bez naprężeń.
• Pełzanie: nylon powoli odkształca się pod stałym obciążeniem, a w wyższej temperaturze zjawisko to się nasila. Zaciśnięte śruby i połączenia wciskane w ciepłych miejscach z czasem tracą napięcie wstępne.
• Zimno: EOS podaje −40 °C jako dolną granicę zakresu użytkowania. W niskich temperaturach materiał staje się sztywniejszy i mniej odporny na uderzenia.

Odporność chemiczna

PA 12 ma niewiele grup amidowych w swoim łańcuchu, co czyni go bardziej odpornym na wiele chemikaliów i mniej wrażliwym na wodę niż PA 6. Informacje o produkcie EOS dla PA 2200 zawierają tabelę odporności (ekspozycja przez 6 miesięcy w 20 °C i 4 tygodnie w 60 °C). Oto wybór z tej listy:

Krótko mówiąc: oleje, paliwa, smary, wiele rozpuszczalników i zasad są na ogół bezpieczne; silne kwasy i środki utleniające już nie. Stężenie, temperatura, czas ekspozycji i naprężenia mechaniczne zmieniają wynik, a obciążone części mogą pękać w mediach, które przetrwa nieobciążona próbka. W przypadku nowego medium, zanim Państwo mu zaufają, proszę poddać wydrukowaną próbkę ekspozycji w realistycznych warunkach.

Woda i wilgotność

EOS podaje następujące wartości absorpcji wody dla PA 2200: 0.52 % w 23 °C i 50 % wilgotności względnej, 1.33 % w 23 °C i 96 % wilgotności względnej oraz 1.93 % przy nasyceniu w wodzie o temperaturze 100 °C. To niska wartość jak na poliamid, dlatego części z PA 12 dobrze zachowują swoje wymiary i sztywność w wilgotnym powietrzu. Części spiekane laserowo mają lekko porowatą powierzchnię, więc cienkie ścianki nie są automatycznie wodoszczelne; proszę sprawdzić PA12 vs PA11 vs PA6, aby dowiedzieć się, jak wypadają w porównaniu różne rodzaje nylonu.

UV i użytkowanie na zewnątrz

EOS nie publikuje żadnych wartości dotyczących odporności na promieniowanie UV ani warunki atmosferyczne dla PA 2200. Zastosowanie ma to, co ogólnie wiadomo o niestabilizowanych poliamidach: nieobrobiony biały PA 12 może żółknąć i stawać się bardziej kruchy po długiej ekspozycji na zewnątrz, a powierzchnia ulega uszkodzeniu jako pierwsza. Praktyczne konsekwencje:

• W przypadku krótkotrwałego użytkowania na zewnątrz lub sporadycznego nasłonecznienia, części z PA 12 zazwyczaj sprawdzają się dobrze.
• W przypadku stałego użytkowania na zewnątrz, proszę przetestować próbkę w rzeczywistym środowisku lub zabezpieczyć część odpowiednią powłoką nałożoną po dostawie.
• Barwione części są kolorowane w warstwie powierzchniowej; kolory mogą ulec zmianie po długiej ekspozycji na światło słoneczne, podobnie jak w przypadku większości barwionych tworzyw sztucznych.
• Cienkie elementy i zatrzaski tracą wytrzymałość jako pierwsze; proszę projektować części przeznaczone na zewnątrz z pewnym marginesem.

Właściwości pożarowe i elektryczne

EOS ocenia PA 2200 jako UL 94 HB przy 0.5, 1.6 i 3.2 mm i podaje wskaźnik odporności na prądy pełzające (CTI) na poziomie co najmniej 600 (IEC 60112). Są to oceny materiału. Produkty i aplikacje z wymogami bezpieczeństwa pożarowego lub elektrycznego wymagają testów na gotowej części; nie certyfikujemy części.

Barwienie i wykończenie nie zmieniają odporności

Każda część jest kulkowana kulkami szklanymi i polerowana w urządzeniu DyeMansion Powershot DUAL. Według firmy DyeMansion zagęszcza to powierzchnię, a nie usuwa materiał. Barwienie płynnymi barwnikami TCN koloruje warstwę powierzchniową bez tworzenia powłoki. Żaden z tych kroków nie jest zabiegiem ochronnym: barwiona lub polerowana część zachowuje właściwości chemiczne i termiczne PA 12.

Lista kontrolna dla wymagających środowisk

• Znana temperatura robocza i obciążenie; obciążone części znacznie poniżej wartości odkształcenia cieplnego 1.80 MPa.
• Sprawdzony każdy płyn, który ma kontakt z częścią, w tym jego stężenie i temperatura.
• Należy unikać silnych kwasów i środków utleniających.
• Stałe użytkowanie na zewnątrz przetestowane na próbce.
• Wymagania pożarowe lub elektryczne przetestowane na gotowej części.

Więcej o materiale w przewodniku po nylonie PA 12 oraz w artykule jak silny jest nylon SLS. W przypadku części, które muszą zostać zaprojektowane i przetestowane pod kątem wymagającego środowiska, specjaliści z prototype.builders mogą pomóc.

Najczęściej zadawane pytania

Jaką temperaturę może wytrzymać SLS PA 12?

EOS podaje temperaturę topnienia 176 °C dla PA 2200 oraz temperaturę ugięcia pod obciążeniem 157 °C przy 0,45 MPa i 64 °C przy 1,80 MPa. EOS określa zakres użytkowania od −40 °C do +80 °C przy stałym naprężeniu oraz krótkotrwałe obciążenie bez naprężeń do 160 °C.

Czy PA 12 jest odporny na olej i paliwo?

Tak. W tabeli odporności EOS dla PA 2200 benzyna, olej opałowy, ropa naftowa, płyn hamulcowy i glikol są oceniane jako odporne w temperaturze 20 °C i 60 °C. Należy przetestować konkretny płyn, temperaturę i obciążenie dla Państwa zastosowania.

Jakie chemikalia atakują PA 12?

Silne kwasy i środki utleniające. EOS ocenia PA 2200 jako nieodporny na 10% kwas solny, azotowy i chromowy w temperaturze 20 °C i 60 °C.

Czy PA 12 jest odporny na promieniowanie UV?

EOS nie publikuje wartości odporności na promieniowanie UV ani warunki atmosferyczne dla PA 2200. Nieobrobiony biały PA 12 może żółknąć i stawać się bardziej kruchy po długotrwałej ekspozycji na zewnątrz, dlatego części przeznaczone do stałego użytku na zewnątrz powinny być przetestowane lub zabezpieczone powłoką.

Ile wody wchłania PA 12?

EOS podaje 0,52% przy 23 °C i 50% wilgotności względnej, 1,33% przy 96% wilgotności względnej oraz 1,93% przy nasyceniu w wodzie o temperaturze 100 °C dla PA 2200. To niska wartość jak na nylon.

Czy barwienie poprawia odporność części SLS?

Nie. Barwniki TCN barwią warstwę powierzchniową bez tworzenia powłoki, a kulkowanie i polerowanie zagęszczają powierzchnię. Zabarwiona część zachowuje się jak PA 12.