Ich bin so etwas wie ein “Nylonholic”. Seit ich mich an den 3D-Druck herangewagt habe, war das Ziel für mich, große Nylonobjekte erfolgreich zu drucken. Die Materialeigenschaften, die Festigkeit bei gleichzeitiger Leichtigkeit und Flexibilität, die chemische Beständigkeit und die Schwierigkeit, dieses Material zu drucken, machten es für mich zum ultimativen Ziel. Und so habe ich eine große Menge Nylons gedruckt. Sehr starke, aber sehr schwer zu druckende Mischungen, schwächere, aber sehr gut druckbare Mischungen und schließlich diejenige, die alle richtigen Materialeigenschaften mit der Druckbarkeit kombiniert.
Verständnis von Nylon
Was ist Nylon?
Nylon ist der Familienname für eine ganze Reihe von synthetischen Polymeren, daher gibt es kein “allgemeines” Nylon. Jeder Polymerhersteller hat seine eigene Mischung aufgrund der spezifischen Materialeigenschaften, die sein(e) Nylon(s) haben sollen. Für manche ist ein geringes Gewicht wichtiger als die Zugfestigkeit, für manche die Haltbarkeit wichtiger als die Schrumpfung usw. usw.
Um herauszufinden, welches Nylon Sie verwenden möchten, müssen Sie wissen, welche Aufgaben Ihr gedrucktes Objekt erfüllen muss. Ein zukünftiger Artikel wird sich mit dem Lesen und Verstehen von Datenblättern befassen. Und bei der Verwendung von Nylon für 3D-Drucker gibt es noch eine ganze Reihe weiterer Parameter, wie z. B. Extrudierbarkeit, Schichthaftung, Verformung usw., aber auch die hygroskopischen Eigenschaften (wie viel Feuchtigkeit kann das Material beim Trocknen aufnehmen oder verlieren) sind für erfolgreiche Drucke sehr wichtig.
Wie wird STYX-12-Nylon vor und nach dem Druck behandelt?
Feuchtigkeit ist Ihr bester Freund und Ihr schlimmster Feind, wenn es um Nylon geht.
Vordrucke:
Während des Druckens muss das STYX-12-Nylon so trocken wie möglich sein, da sich die Feuchtigkeit im Filament in der Düse schnell erhitzt und Blasen erzeugt, die als Schaumbildung bekannt sind. Die Schichthaftung und die Oberflächengüte werden sichtbar beeinträchtigt, und sogar ein Abknicken des Filaments an der Zuführung ist aufgrund des erhöhten Kopfdrucks möglich. Wir haben STYX-12 so konzipiert, dass es so wenig hygroskopisch wie möglich ist (3,5 % gravimetrisch), ohne das Druckverhalten zu beeinträchtigen. Typischerweise kann 3D-gedrucktes Nylon zwischen 1 % und 9 % Feuchtigkeit aufnehmen (10.000 bis 90.000 PPM) Empfehlungen: Legen Sie das STYX-12 für 24 Stunden in einen Warmluftofen oder in einen Filamenttrockner bei 60°C. Dadurch wird (in den meisten Fällen) genug Feuchtigkeit aus dem Filament herausgeholt, um gute und starke Drucke zu erzeugen.
Wie sind wir zu diesen Schlussfolgerungen gekommen?
Ich habe Zugang zu einem 12k Euro PPM (Parts Per Million) Feuchtigkeitsanalysegerät namens Aquatrac. Dieses Gerät misst den genauen Feuchtigkeitsgehalt jedes von uns eingelegten Filaments. Wir begannen mit einem einfachen Vasenabdruck, nachdem wir die PPM des STYX-12 gemessen hatten. Wir haben 3722 PPM gemessen (was 0,37% entspricht) und der resultierende Druck war … nun ja … nicht gut. Schlechte Schichthaftung und Schaumbildung auf allen Schichten. Das ist einfach nicht das, was man von einem Nylon erwarten würde.
* Um ehrlich zu sein, ist eine Vase auch nicht das, was man normalerweise mit Nylon bedrucken würde, aber für diese Demonstration hat sie die Probleme perfekt dargestellt.
Dann haben wir das Nylon für 24 Stunden in einen Printdry-Filamenttrockner gelegt und die Vase neu bedruckt. Der Feuchtigkeitsgehalt lag bei 1200 PPM. Das Ergebnis war signifikant. Die Ergebnisse können durch längeres Trocknen noch verbessert werden, aber wenn Sie das Nylon zu lange trocknen, können und werden Sie seine Druckfähigkeit ruinieren. Empfehlung: Trocknen Sie den STYX-12 nicht länger als 48 Stunden bei 60 °C im Ofen oder in Filamenttrocknern wie Printdry, da sonst seine Druckfähigkeit beeinträchtigt wird.
Hier ist ein Beispiel dafür, wie die hygroskopischen Daten von Nylons im Vergleich zu anderen Filamenten aussehen.
Nachdruck:
Aber sobald wir das Objekt gedruckt haben, wendet sich das Blatt. Das Beste, was Sie nach dem Druck tun können, ist, das Objekt in einen Eimer mit Wasser zu legen, da die besten Materialeigenschaften erreicht werden, wenn der fertige Nylon-Druck so nass wie möglich ist. Aus diesem Grund werden die fertigen Objekte in den Spritzgussfabriken für eine gewisse Zeit in warmes Wasser getaucht. Empfehlung: Lassen Sie das gedruckte Objekt einige Stunden oder am besten über Nacht in einen Eimer mit Wasser bei Raumtemperatur eintauchen, und Sie erhalten das zäheste Objekt, das Sie erreichen können.
Wie geht man mit Feuchtigkeit in Nylon-Drucken um?
Wie bereits erwähnt, sind alle Nylons hygroskopisch, was bedeutet, dass sie gerne Feuchtigkeit aufnehmen, aber auch wieder abgeben. Wie die folgende Abbildung zeigt, besteht ein direkter Zusammenhang mit der Zeit.
Wie hier deutlich zu sehen ist, ist die Feuchtigkeitsabgabe in den ersten Stunden hoch und flacht dann ab. Dies ist auch der Grund, warum ein perfekt trockenes Nylon fast nicht möglich oder sogar erwünscht ist, da ein zu trockenes Nylon nicht leicht zu drucken ist. Filament-Feuchtigkeitsverlustrate (Zeit in printdry @60c) Filament-Feuchtigkeitsabsorptionsrate (Zeit im Freien (23c, 45% Luftfeuchtigkeit))
Für die Feuchtigkeitsaufnahme gilt fast die gleiche Kurve. Die Absorption ist in den ersten 24 bis 48 Stunden hoch und flacht dann ab, wenn der Faden gesättigt ist.
Behalten Sie das also im Hinterkopf, wenn Sie einen Nylonabdruck machen. Sobald Sie die Spule aus dem Staubsaugerbeutel nehmen, nimmt sie Feuchtigkeit auf, was Ihre Drucke beeinträchtigen kann. Filamenttrockner sind genau darauf ausgelegt, dieses Verhalten zu bekämpfen, indem sie das Filament im Inneren des Gehäuses trocknen und das Filament nur so lange wie möglich der Umgebungsfeuchtigkeit aussetzen, wenn es in den Drucker gelangt.
Druckergebnis eines Nylonmotors
