Kako močan je SLS najlon? Trdnost, togost in žilavost PA 12

Številke, ki jih objavlja EOS

Tiskamo bel PA 12 iz prahu PA 2200 podjetja EOS na tiskalniku EOS FORMIGA P 110 Velocis. EOS objavlja te vrednosti za material, izmerjene na preskusnih vzorcih:

To so vrednosti materiala za preskusne palice, ne pa jamstvo za vsak del. Trdnost dejanskega dela je odvisna tudi od njegove geometrije, debeline stene, usmerjenosti pri tiskanju, zarez in primera obremenitve. Za izračune pri načrtovanju uporabite podatkovni list materiala in preizkusite kritični del.

Kaj te številke pomenijo v praksi

• Natezna trdnost okoli 45 MPa je primerljiva z mnogimi brizganimi inženirskimi plastičnimi masami. Kavlji, nosilci in ohišja z razumnimi preseki prenašajo dejanske obremenitve.
• Raztezek ob prelomu 18 % znotraj slojev pomeni, da je material žilav: upogne se, preden se zlomi, zato zaskočni spoji in sponke delujejo pri SLS PA 12.
• 4 % prek slojev je meja, ki si jo je treba zapomniti: elementom, ki se upogibajo tako, da se sloji vlečejo narazen, se je treba izogibati ali jih usmeriti drugače.
• Togost je daleč pod kovinami. Tanke stene se opazno upogibajo; rebra in večji preseki naredijo dele toge.

Smer: zakaj je usmerjenost pomembna

SLS gradi dele sloj za slojem. Vsak sloj je spojen po celotnem preseku, zato je razlika med smermi veliko manjša kot pri tiskanju s filamentom. Vendar še vedno obstaja: vez med sloji je nekoliko šibkejša, raztezek prek slojev pa je očitno manjši. Za dele, ki prenašajo napetost ali upogibanje v eni smeri, ali ki se morajo zaskočiti, mora kritična deformacija ležati znotraj slojev. Priprava na tisk izbere usmerjenost za celotno opravilo tiskanja; če je ena smer kritična za vaš del, to omenite pri naročilu.

Temperatura in čas

Toplota

Kot vsi termoplasti postane PA 12 mehkejši, ko se segreje. EOS navaja temperaturo toplotne deformacije 64 °C pri 1,80 MPa in 157 °C pri 0,45 MPa za PA 2200. Rahlo obremenjen pokrov v bližini toplega motorja je v redu; nosilec, ki prenaša veliko obremenitev pri 80 °C, pa ne. Obremenjene dele ohranjajte precej pod temperaturo toplotne deformacije, ki ustreza napetosti v delu.

Lezenje

Pod stalno obremenitvijo se najlon sčasoma počasi deformira, hitreje pa, ko je topel. To je pomembno za tesne ujeome, vpenjalne spoje, vijačne povezave in dele, ki trajno prenašajo obremenitev. Načrtujte z rezervo, uporabite kovinske vložke ali podložke tam, kjer vijaki stiskajo plastiko, in preizkusite dele, ki morajo mesece prenašati obremenitev.

Vlaga

PA 12 absorbira veliko manj vode kot PA6 ali PA66, zato se njegova trdnost in togost z vlago malo spremenita. Primerjava je v PA12 vs PA11 vs PA6.

SLS najlon v primerjavi z drugimi tiskanimi plastičnimi masami

Podrobne primerjave: SLS vs FDM in SLS vs SLA.

Kako načrtovati SLS dele za obremenitev

• Uporabite rebra namesto debelih blokov. Rebra dodajo togost z malo materiala; polni kosi dodajo težo, stroške in krčenje.
• Zaoblite notranje kote. Ostri notranji koti koncentrirajo napetost; zaokrožitve so najcenejša nadgradnja trdnosti.
• Ohranite enakomerne stene. Enakomerna debelina stene zagotavlja predvidljivo trdnost in natančne dele.
• Porazdelite točkovne obremenitve. Uporabite nastavke, podložke ali kovinske vložke tam, kjer vijaki, zatiči ali kavlji delujejo s silo; glejte navoje in toplotno vstavljene vložke.
• Pazite na smer slojev pri upogibanju in zaskočnih elementih; glejte zaskočne spoje.
• Upoštevajte lezenje in toploto pri trajno obremenjenih ali toplih delih.
• Preizkusite kritični del. Preskusni tisk stane malo s takojšnjo ceno; del, ki odpove na terenu, stane veliko več.

Splošna pravila za stene, luknje in minimalne elemente so v smernicah za načrtovanje SLS.

Končna obdelava in barvanje ne oslabita dela

Vsak del je obstreljevan s steklenimi kroglicami in poliran v DyeMansion Powershot DUAL, kar je vključeno v ceno; po navedbah DyeMansion postopek stisne površino brez odstranjevanja materiala. Barvanje s tekočimi barvili TCN obarva površinski sloj, približno 0,2 mm globoko v PA 2200 po navedbah DyeMansion, brez premaza. Noben od teh korakov ni namenjen spremembi trdnosti dela.

Udarec in utrujenost

PA 12 je žilav: deli se običajno deformirajo, preden se zlomijo, in preživijo padce ter udarce, ki bi razpokali bolj krhke plastike. Ponavljajoča se obremenitev je druga zgodba. Deli, ki se upogibajo milijonkrat, kot so vzmeti ali vibrirajoči nosilci, morajo biti zasnovani z nizko napetostjo, radodarnimi zaokrožitvami in brez ostrih zarez ter pred uporabo preizkušeni v realističnih pogojih.

Kdaj je potreben pregled zasnove

Varnostno pomembni deli, deli pod trajno obremenitvijo, deli, ki nadomeščajo kovino, in deli blizu svoje temperaturne meje potrebujejo več kot le pravila palca. Strokovnjaki pri prototype.builders lahko z vami pregledajo primer obremenitve in namen zasnove. Več o materialu v vodniku za najlon PA 12.

Pogosta vprašanja

Kako močan je SLS najlon PA 12?

Za PA 2200 EOS navaja natezno trdnost 48 MPa znotraj slojev in 42 MPa prečno nanje ter raztezek ob prelomu 18 % in 4 %. To je v rangu mnogih brizganih inženirskih plastik in dovolj za nosilce, ohišja, sponke in pritrdilne elemente, zasnovane z rebri in enakomernimi stenami.

Ali je SLS močnejši od FDM?

SLS deli so na splošno bolj enotni: vsak sloj je spojen po celotnem prerezu, medtem ko so FDM deli odvisni od vezi med ekstrudiranimi linijami in so očitno šibkejši prečno na sloje. Dobro natisnjen FDM del je lahko še vedno dovolj za lahke obremenitve.

Ali so SLS deli šibkejši v eni smeri?

Da, nekoliko. EOS navaja 48 MPa znotraj slojev in 42 MPa prečno nanje za PA 2200; razlika v raztezku ob prelomu je večja (18 % proti 4 %). Deli, ki se upogibajo ali zaskočijo, morajo biti usmerjeni tako, da kritična napetost leži znotraj slojev.

Kako vroči lahko postanejo SLS PA 12 deli?

EOS navaja temperaturo upogiba pod obremenitvijo za PA 2200 pri 64 °C pri 1,80 MPa in 157 °C pri 0,45 MPa ter tališče pri 176 °C. Togost pada z naraščanjem temperature, zato morajo obremenjeni deli ostati precej pod temi vrednostmi.

Ali lahko SLS najlon nadomesti kovinske dele?

Včasih, ko so obremenitve zmerne in zasnova izkorišča svobodo SLS: rebra, večji preseki, integrirane funkcije. PA 12 je veliko manj tog kot aluminij ali jeklo, zato je neposredna kopija kovinskega dela redko prava zasnova.

Ali SLS deli lezejo pod stalno obremenitvijo?

Da, kot vsi termoplasti se najlon počasi deformira pod stalno obremenitvijo, še bolj pri višji temperaturi. Tesni ujem, vpeti spoji in deli pod trajno obremenitvijo morajo biti zasnovani in preizkušeni s tem v mislih.