Посібник з нейлону PA12: властивості, обмеження та застосування нейлону 12 в SLS

Що таке PA12

PA12 є напівкристалічним термопластом із родини поліамідів (нейлонів). Число 12 вказує на дванадцять атомів вуглецю в повторюваній ланці полімерного ланцюга. Порівняно з поширенішими PA6 і PA66 ланцюг містить менше амідних груп на одиницю довжини. Ця єдина відмінність пояснює більшу частину його поведінки: PA12 поглинає значно менше води, краще зберігає розміри у вологих умовах і стійкий до більшої кількості хімікатів, ціною нижчої жорсткості та нижчої температури плавлення.

Назви PA12, PA 12, нейлон 12 і поліамід 12 описують один і той самий полімер. Торгові назви порошків для спікання різняться залежно від виробника.

Чому PA12 домінує в SLS-друку

Лазерне спікання потребує порошку з великим проміжком між температурою, за якої він плавиться, і температурою, за якої він знову кристалізується. У межах цього вікна шар порошку можна тримати гарячим, і деталі не твердітимуть нерівномірно, що дає змогу контролювати жолоблення. PA12 має таке вікно, добре тече як порошок і може бути частково використаний повторно після побудови. Саме ці технологічні властивості, більше ніж будь-яке окреме механічне значення, зробили його стандартним матеріалом для селективного лазерного спікання.

Типові властивості спеченого лазером PA12

Наведені нижче цифри є типовими діапазонами, опублікованими для спечених лазером порошків PA12. Це орієнтовні значення, а не специфікація. Фактичні значення залежать від марки порошку, машини, орієнтації під час побудови і кондиціювання деталі. Для конструкторських розрахунків використовуйте технічний паспорт конкретного порошку.

Міцність у напрямку побудови зазвичай дещо нижча, ніж у межах шарів, а подовження при розриві є властивістю, яка найбільше різниться між циклами побудови та орієнтаціями. Деталь, робота якої залежить від тонкого гнучкого елемента, слід випробувати, а не лише розрахувати.

Хімічна поведінка і вплив довкілля

• Оливи, мастила, паливо і вуглеводні: загалом добра стійкість, тому PA12 поширений у машинобудуванні та автомобільних розробках.
• Луги і багато розчинників: загалом добра стійкість.
• Сильні кислоти та окисники: не підходить.
• Вода і вологість: низьке поглинання порівняно з PA6. Спечені деталі мають певну поверхневу пористість, тому тонкі стінки не є автоматично герметичними під тиском.
• Сонячне світло: необроблений білий PA12 може жовтіти і ставати крихкішим після тривалого перебування просто неба. Для постійного використання надворі запитайте про відповідну обробку або випробування.
• Температура: короткочасний вплив підвищених температур допустимий, але жорсткість знижується зі зростанням температури. Порівняйте значення температури деформації під навантаженням із технічного паспорта зі своїм випадком навантаження.

Твердження щодо контакту з харчовими продуктами, контакту зі шкірою або медичного застосування залежать від конкретного порошку, процесу і постобробки та потребують документального підтвердження для конкретного ланцюга постачання. Не припускайте їх з огляду на назву полімеру. Якщо ваше застосування потребує такого підтвердження, запитайте нас перед замовленням.

PA12 порівняно зі спорідненими матеріалами

Білий чи сірий: чому базовий колір має значення

Деталі з PA12, отримані лазерним спіканням, білі. Деталі з PA12, отримані за технологією Multi Jet Fusion, сірі через плавильний агент, який використовується в цьому процесі. Білу основу можна фарбувати у світлі й насичені кольори; сіра основа на практиці обмежена темними відтінками, найчастіше чорним. Якщо колір є частиною вимог, визначтеся з процесом до завершення проєкту. Стаття MJF чи SLS порівнює обидва процеси.

SLS Market фарбує білі деталі з PA 12 на замовлення, на окремому етапі після струминної обробки, рідкими барвниками виробника барвників TCN; відтінки показано в каталозі кольорів.

Проєктування деталей з PA12

• Використовуйте пластичність. Защіпки, затискачі та елементи на кшталт гнучкої петлі працюють, якщо деформація залишається помірною, а елемент за можливості орієнтований у площині шарів.
• Тримайте стінки рівномірними. Рівномірна товщина стінки приблизно від 1,5 до 3 мм дає стабільні, економічні деталі. Типова мінімальна товщина стінки становить близько 0,8–1,0 мм.
• Уникайте суцільних блоків. Робіть товсті перерізи порожнистими і додавайте отвори для виведення порошку.
• Плануйте різьби. Великі різьби можна надрукувати. Для малих або часто використовуваних різьб довговічнішими є різьбові вставки або різьбоформувальні гвинти для пластмас.
• Враховуйте допуск. Типовий загальний допуск для процесу становить ±0,3 %, з нижньою межею ±0,3 мм. Проєктуйте посадки із зазором або передбачте доопрацювання критичних отворів.

Типові застосування

Спечений лазером PA12 використовують для функціональних прототипів, корпусів і кришок, напрямних для кабелів і шлангів, кронштейнів, оснастки і пристосувань, пальців захоплювачів для автоматизації, повітроводів, а також малих серій або запасних частин для машин. Спільне в них те, що деталь має нести навантаження або витримувати поводження з нею, у кількості, за якої прес-форма не окуповується.

Коли PA12 не є правильним матеріалом

• Деталь має бути прозорою або оптично чистою.
• Вона постійно працює за високої температури під навантаженням.
• Їй потрібна гумоподібна гнучкість.
• Вона зазнає впливу сильних кислот.
• Їй потрібна жорсткість металу або армованого волокном композиту.

PA12 у SLS Market

Ми друкуємо з білого Nylon PA 12 на EOS FORMIGA P 110 Velocis, а деталі проходять струминну обробку та обробку поверхні в DyeMansion Powershot DUAL. Робочий об’єм, варіанти оздоблення і порядок замовлення описано на сторінці Послуга SLS 3D-друку. Попередній, коротший огляд матеріалу доступний у статті SLS 3D-друк з Nylon PA 12 (білий).