Przewodnik po nylonie PA12: właściwości, ograniczenia i zastosowania nylonu 12 w SLS

Czym jest PA12

PA12 to półkrystaliczny termoplast z rodziny poliamidów (nylonów). Liczba 12 odnosi się do dwunastu atomów węgla w powtarzalnej jednostce łańcucha polimerowego. W porównaniu z bardziej rozpowszechnionymi PA6 i PA66 łańcuch zawiera mniej grup amidowych na jednostkę długości. Ta jedna różnica wyjaśnia większość jego zachowań: PA12 chłonie znacznie mniej wody, lepiej utrzymuje wymiary w wilgotnych warunkach i jest odporny na więcej chemikaliów, kosztem niższej sztywności i niższej temperatury topnienia.

Nazwy PA12, PA 12, nylon 12 i poliamid 12 opisują ten sam polimer. Nazwy handlowe proszków do spiekania różnią się w zależności od producenta.

Dlaczego PA12 dominuje w druku SLS

Spiekanie laserowe wymaga proszku o dużej różnicy między temperaturą, w której się topi, a temperaturą, w której ponownie krystalizuje. W tym oknie złoże proszku można utrzymywać w wysokiej temperaturze bez nierównomiernego krzepnięcia części, co pozwala kontrolować paczenie. PA12 ma takie okno, dobrze płynie jako proszek i może być częściowo ponownie użyty po procesie. To właśnie te właściwości przetwórcze, bardziej niż jakakolwiek pojedyncza wartość mechaniczna, uczyniły go domyślnym materiałem dla selektywnego spiekania laserowego.

Typowe właściwości spiekanego laserowo PA12

Poniższe liczby to typowe zakresy publikowane dla spiekanych laserowo proszków PA12. Są to wartości orientacyjne, nie specyfikacja. Rzeczywiste wartości zależą od gatunku proszku, maszyny, orientacji w komorze i kondycjonowania części. Do obliczeń projektowych użyj karty technicznej konkretnego proszku.

Wytrzymałość w kierunku budowy jest zwykle nieco niższa niż w obrębie warstw, a wydłużenie przy zerwaniu to właściwość, która najbardziej różni się między procesami i orientacjami. Część, której działanie opiera się na cienkim, uginającym się elemencie, należy przetestować, a nie tylko policzyć.

Zachowanie chemiczne i środowiskowe

• Oleje, smary, paliwa i węglowodory: na ogół dobra odporność, dlatego PA12 jest powszechny w budowie maszyn i w rozwoju motoryzacyjnym.
• Zasady i wiele rozpuszczalników: na ogół dobra odporność.
• Mocne kwasy i utleniacze: nie nadaje się.
• Woda i wilgoć: niska chłonność w porównaniu z PA6. Spiekane części mają pewną porowatość powierzchni, więc cienkie ścianki nie są automatycznie szczelne ciśnieniowo.
• Światło słoneczne: niezabezpieczony biały PA12 może żółknąć i stawać się bardziej kruchy po długiej ekspozycji na zewnątrz. Przy stałym użytkowaniu na zewnątrz zapytaj o odpowiednie zabezpieczenie lub testy.
• Temperatura: krótkotrwałe działanie podwyższonych temperatur jest tolerowane, ale sztywność spada wraz ze wzrostem temperatury. Porównaj wartości temperatury ugięcia pod obciążeniem z karty technicznej ze swoim przypadkiem obciążenia.

Deklaracje dotyczące kontaktu z żywnością, kontaktu ze skórą lub zastosowań medycznych zależą od konkretnego proszku, procesu i obróbki końcowej oraz wymagają udokumentowanych dowodów dla danego łańcucha dostaw. Nie zakładaj ich na podstawie nazwy polimeru. Jeśli Twoje zastosowanie wymaga takich dowodów, zapytaj nas przed zamówieniem.

PA12 na tle materiałów pokrewnych

Biały czy szary: dlaczego kolor bazowy ma znaczenie

Części PA12 ze spiekania laserowego są białe. Części PA12 z Multi Jet Fusion są szare z powodu środka stapiającego stosowanego w tym procesie. Białą bazę można barwić na jasne i nasycone kolory; szara baza w praktyce ogranicza wybór do ciemnych odcieni, najczęściej czerni. Jeśli kolor należy do wymagań, wybierz proces, zanim zamkniesz projekt. Oba porównuje artykuł MJF czy SLS.

SLS Market barwi białe części z PA 12 na życzenie, w osobnym etapie po obróbce strumieniowej, płynnymi barwnikami producenta barwników TCN; odcienie pokazuje katalog kolorów.

Projektowanie części z PA12

• Wykorzystaj ciągliwość. Zatrzaski, klipsy i elementy działające jak zawias elastyczny sprawdzają się, jeśli odkształcenie pozostaje umiarkowane, a element jest w miarę możliwości zorientowany w płaszczyźnie warstw.
• Utrzymuj równe ścianki. Jednolita grubość ścianki w przybliżeniu od 1,5 do 3 mm daje stabilne, ekonomiczne części. Typowa minimalna grubość ścianki to około 0,8 do 1,0 mm.
• Unikaj pełnych bloków. Wydrąż grube przekroje i dodaj otwory do usuwania proszku.
• Zaplanuj gwinty. Duże gwinty można wydrukować. W przypadku gwintów małych lub często używanych trwalsze są wkładki gwintowane albo wkręty do tworzyw formujące gwint.
• Uwzględnij tolerancję. Typowa tolerancja ogólna dla procesu to ±0,3 %, z dolną granicą ±0,3 mm. Projektuj pasowania z luzem albo zaplanuj obróbkę wykańczającą krytycznych otworów.

Typowe zastosowania

Spiekany laserowo PA12 stosuje się na prototypy funkcjonalne, obudowy i osłony, prowadnice kabli i węży, wsporniki, przyrządy i uchwyty, palce chwytaków w automatyce, kanały powietrzne oraz małe serie lub części zamienne do maszyn. Wspólny mianownik to część, która musi przenosić obciążenia lub wytrzymać manipulowanie, w ilości, przy której forma się nie opłaca.

Kiedy PA12 nie jest właściwym materiałem

• Część musi być przezroczysta lub optycznie czysta.
• Pracuje stale w wysokiej temperaturze pod obciążeniem.
• Wymaga elastyczności zbliżonej do gumy.
• Jest narażona na mocne kwasy.
• Wymaga sztywności metalu lub kompozytu wzmacnianego włóknem.

PA12 w SLS Market

Drukujemy z białego Nylon PA 12 na EOS FORMIGA P 110 Velocis, a części poddajemy obróbce strumieniowej i wykańczaniu powierzchni w DyeMansion Powershot DUAL. Przestrzeń roboczą, opcje wykończenia i sposób zamawiania opisuje strona Usługa druku 3D SLS. Wcześniejszy, krótszy przegląd materiału znajdziesz w artykule Druk 3D SLS z Nylon PA 12 (biały).