PA12 проти PA11 та PA6: Вибір нейлону для 3D-друкованих деталей

Що означають цифри

Поліаміди називаються за кількістю атомів вуглецю в їхніх структурних блоках. У PA6 повторювана одиниця має шість атомів вуглецю, у PA11 — одинадцять, у PA12 — дванадцять; PA66 складається з двох структурних блоків по шість атомів вуглецю в кожному. Чим довший ланцюг між амідними групами, тим менше амідних груп на одиницю довжини. Амідні групи притягують воду і роблять полімер більш жорстким і термостійким. Ця єдина відмінність пояснює більшу частину наведеного нижче порівняння.

Коротке порівняння

У таблиці порівнюються сімейства матеріалів у загальних рисах. Точні значення залежать від марки, процесу та кондиціонування деталі; для проєктних розрахунків використовуйте технічний паспорт конкретного матеріалу.

PA6 та PA66: жорсткі, міцні, спраглі

PA6 та PA66 є найпоширенішими інженерними нейлонами для лиття під тиском та механічної обробки. У сухому стані вони жорсткіші та міцніші за PA12 і витримують вищі температури. Їхнім слабким місцем є вода: вони поглинають набагато більше вологи, що робить їх більш в'язкими, але водночас м'якшими, і змінює їхні розміри. Деталь, розроблена для щільної посадки з PA6, поводиться по-різному в сухій і вологій майстерні. Наповнені склом PA6 та PA66 є стандартом для конструкційних литих деталей.

PA11: міцна альтернатива на біологічній основі

PA11 близький до PA12 у більшості аспектів, але більш пластичний і ударостійкий, і він виготовляється з рицинової олії. Це хороший вибір для деталей, які багаторазово згинаються або повинні витримувати удари. У друці в порошковому шарі він використовується рідше, ніж PA12, і обробляється інакше.

PA12: стабільний, стійкий, стандарт SLS

PA12 поглинає мало води, зберігає свої розміри та жорсткість у вологому повітрі та стійкий до масел, мастил, палива та багатьох розчинників. Його нижча жорсткість порівняно з PA6 рідко є проблемою для надрукованих деталей, які зазвичай проєктуються з ребрами та рівними стінками. Для PA 2200 EOS вказує міцність на розрив 48 МПа всередині шарів і 42 МПа поперек них, подовження при розриві 18 % і 4 %, а також температуру плавлення 176 °C. Посібник з нейлону PA12 детально пояснює цей матеріал.

Чому селективне лазерне спікання стандартизовано на PA12

Лазерне спікання підтримує весь порошковий шар трохи нижче температури плавлення і дозволяє лазеру сплавляти лише поперечні перерізи деталей. Це працює лише з порошком, який має широке вікно між температурою, за якої він плавиться, і температурою, за якої він знову твердне: усередині цього вікна деталі залишаються достатньо м'якими, щоб не деформуватися під час додавання наступних шарів. PA12 має таке вікно, добре тече у вигляді порошку і може частково використовуватися повторно. Ці властивості обробки, більше ніж будь-яке окреме механічне значення, зробили його матеріалом SLS за замовчуванням. Більше про процес у статті Що таке 3D-друк SLS.

Який нейлон для якої деталі?

Прототипування з PA12 для серійної деталі з PA6

Поширений випадок: серійна деталь буде виготовлятися методом лиття під тиском з PA6 або PA66, а прототипи друкуються з PA12. Це добре працює для перевірки форми, посадки та збірки. Щодо жорсткості, повзучості та поведінки в умовах вологості, пам'ятайте, що матеріали відрізняються: прототип з PA12 дещо м'якший за суху деталь з PA6 і набагато менш чутливий до вологи. Засувки та кліпси, розроблені для рівнів деформації PA6, можуть поводитися інакше в PA12; див. засувні з'єднання в SLS PA 12. Коли наближається серійне виробництво, посібник SLS проти лиття під тиском допоможе визначити момент, коли прес-форма окупається.

Волога, кондиціонування та що це означає для надрукованих деталей

Кожен поліамід поглинає певну кількість води з повітря, поки не досягне рівноваги з навколишнім середовищем. Для PA6 та PA66 це помітно змінює жорсткість, міцність і розміри, тому литі деталі з PA6 часто кондиціонують перед вимірюванням або збіркою. PA12 поглинає набагато менше води, тому надрукована деталь поводиться майже однаково як у сухому, так і у вологому приміщенні. Для надрукованих кріплень, калібрів і корпусів із посадками ця стабільність часто цінується більше, ніж вища жорсткість PA6.

Що ми друкуємо

Ми друкуємо білий PA 12, EOS PA 2200, на EOS FORMIGA P 110 Velocis з камерою 200 × 250 × 330 mm у Чехії. Кожна деталь проходить дробоструминну обробку скляними кульками та полірується в DyeMansion Powershot DUAL, що включено у вартість. Деталі можна пофарбувати в 61 колір: чорний і помаранчевий є в наявності зі стандартним часом виконання, ціни на інші кольори також розраховуються миттєво, а їх доставка займає приблизно на місяць довше. Щодо інших матеріалів пишіть нам; з вибором матеріалу як частини дизайну можуть допомогти фахівці з prototype.builders.

Поширені запитання

У чому різниця між PA6 та PA12?

Обидва є поліамідами. PA6 має більше амідних груп на довжину ланцюга, тому він жорсткіший і має вищу температуру плавлення, але поглинає набагато більше води та змінює свої розміри й жорсткість залежно від вологості. PA12 поглинає набагато менше води, краще зберігає свої розміри та є більш стійким до хімічних речовин, але ціною нижчої жорсткості.

Чи PA11 кращий за PA12?

Жоден з них не є кращим у загальному сенсі. PA11 більш пластичний, ударостійкий і виготовляється з рицинової олії; PA12 трохи жорсткіший і є стандартним матеріалом для лазерного спікання. Для деталей, які багаторазово згинаються або зазнають ударів, PA11 може бути кращим вибором.

Чому PA12 використовується для SLS?

Для лазерного спікання потрібен порошок із широким вікном між температурою плавлення та рекристалізації, щоб шар порошку можна було підтримувати гарячим без деформації деталей. PA12 має таке вікно, добре тече у вигляді порошку і може частково використовуватися повторно, що зробило його стандартним матеріалом для SLS.

Чи поглинає PA12 воду?

Набагато менше, ніж PA6 або PA66. Саме тому деталі з PA12 краще зберігають свої розміри та жорсткість у вологому повітрі, ніж деталі з нейлонів із коротшим ланцюгом.

Який нейлон ви друкуєте?

Ми друкуємо білий PA 12 (EOS PA 2200) на EOS FORMIGA P 110 Velocis. Щодо інших матеріалів пишіть нам; калькулятор миттєво розраховує ціни на деталі з PA 12.

Чи нейлон 12 — це те саме, що й PA 12?

Так. PA12, PA 12, нейлон 12 і поліамід 12 — це назви одного й того ж полімеру. Торгові назви порошків для спікання відрізняються залежно від виробника.