소개
카프로 락탐으로부터 유래 된 반 결정질 폴리 아미드 인 나일론 6은 우수한 기계적 특성, 열 안정성 및 화학 저항으로 인해 산업 응용 분야에서 널리 사용된다. 첨가제 제조 기술이 발전함에 따라 3D 프린팅에서 Nylon 6과 같은 엔지니어링 등급의 열가소형의 사용이 관심을 끌고 있습니다. 그러나 3D 프린팅 나일론 6은 물질적 행동으로 인한 특정 과제를 제시합니다. 이 기사는 3D 프린팅에서 나일론 6의 생존력, 한계 및 잠재력을 심층적으로 살펴 봅니다.
1. 나일론 이해 6 : 재료 특성
나일론 6은 높은 인장 강도, 충격 저항성 및 탁월한 내마모성을 제공합니다. 주요 특성은 다음과 같습니다.
용융점 : ~ 220–225 ° C
유리 전이 온도 (TG) : ~ 50 ° C
수분 흡수 : 최대 9 중량%
기계적 행동 : 좋은 강인함과 피로 저항
화학 저항성 : 오일, 용매 및 대부분의 화학 물질에 대한 강한
이러한 특성은 Nylon 6이 기계 부품, 기어, 베어링 및 구조 구성 요소에 이상적입니다.
2. 3D 프린팅 나일론의 도전 6
Nylon 6은 엔지니어링 목적으로 유리하지만 3D 프린팅에는 본질적으로 최적화되지 않습니다. 주요 과제는 다음과 같습니다.
A) 높은 뒤틀림 및 수축
나일론 6은 상당한 결정 성을 나타내며, 냉각 동안 실질적인 열 수축을 초래한다.
가열 된 챔버와 적절한 인쇄 환경이 없으면 부품이 박리되거나 뒤틀릴 수 있습니다.
b) 수분 감도
나일론 6은 흡습성이며 공기에서 수분을 빠르게 흡수합니다.
약간의 수분조차도 압출 중 가수 분해로 인쇄 품질이 떨어질 수 있으며, 이로 인해 버블 링 및 약한 층이 발생합니다.
c) 높은 인쇄 온도
압출은 일반적으로 250–270 ° C의 온도가 필요합니다.
이를 위해서는 90–110 ° C를 유지할 수있는 모든 금속 핫 엔드 및 프린트 베드가 필요합니다.
3. 기술 솔루션 및 재료 혁신
이러한 한계를 극복하기 위해 몇 가지 발전으로 인해 Nylon 6이 첨가제 제조에 더 접근 할 수있게되었습니다.
A) 물질 블렌드 및 공중 합체
제조업체는 인쇄 성을 개선하고 뒤틀림을 줄이며 치수 안정성을 향상시키기 위해 첨가제 (예 : 유리 섬유, 탄소 섬유 또는 엘라스토머)와 Nylon 6 블렌드를 만듭니다.
나일론 6/6 및 나일론 12는 때때로 수분 흡수가 낮아서 수축 감소로 인해 대안으로 사용됩니다.
b) 건조 및 저장 시스템
필라멘트는 사용하기 전에 철저히 건조해야합니다 (일반적으로 6-8 시간 동안 80 ° C).
특수 필라멘트 건조기 및 밀봉 된 스토리지 솔루션이 일반적으로 사용됩니다.
c) 가열 된 챔버 및 고급 FFF 프린터
가열 된 빌드 챔버가있는 산업 급 FFF (융합 필라멘트 제조) 프린터는 주변 온도를 제어하여 뒤틀림을 완화합니다.
접착 보조 장치 (예 : PVA 접착제, PEI 시트)가있는 동봉 된 프린터 및 인쇄 침대는 층 결합 및 부분 안정성을 향상시킵니다.
4. 나일론에 대한 3D 인쇄 방법 6
a) 융합 필라멘트 제조 (FFF/FDM)
나일론에 대한 가장 접근 가능한 방법 6.
마모로 인한 섬유 강화 변이체에 대한 경화 노즐이 필요합니다.
b) 선택적 레이저 소결 (SLS)
나일론 6 파우더 형태에 더 적합합니다.
복잡한 형상을 허용하고지지 구조를 제거합니다.
우수한 기계적 특성과 등방성을 제공합니다.
c) 재료 압출 혁신
다중 물질 시스템을 사용하면 PVA 또는 브레이크 어웨이 지원과 같은지지 자료로 나일론 6 인쇄를 허용합니다.
멀티 존 가열 노즐은 흐름 제어를 향상시킵니다.
5. 산업 응용
강력한 성능 덕분에 3D 프린트 나일론 6은 다음과 같은 사용을 찾습니다.
자동차 : 밑의 구성 요소, 덕트 및 클립
항공 우주 : 괄호, 인클로저 및 객실 구성 요소
제조 : 지그, 비품, 툴링 및 최종 사용 부품
소비재 : 고성능 기어, 스포츠 장비 및 웨어러블
6. 성공적인 나일론 6 인쇄를위한 모범 사례
사전 건조 필라멘트 : 전용 건조기를 사용하거나 80 ° C에서 6 시간 이상 굽습니다.
프린터 설정 : 가열 된 챔버 (≥60 ° C), Hotend (≥260 ° C) 및 침대 (≥100 ° C)가있는 밀폐 된 프린터를 사용하십시오.
인쇄 속도 : 층 접착을 보장하기 위해 적당한 속도 (30-60 mm/s).
첫 번째 층 접착력 : 접착제 스틱, PEI 시트 또는 Garolite 빌드 표면을 사용하십시오.
후 처리 : 어닐링 부품은 강도를 향상시키기 위해 나일론 6을 추가로 결정화 할 수 있습니다.
결론
Nylon 6은 실제로 3D 인쇄 될 수 있지만 신중한 재료 취급 및 특수 장비가 필요합니다. 필라멘트 제형, 프린터 기술 및 재료 과학의 최근 발전으로 전문 첨가제 제조 워크 플로우에서 나일론 6을 사용하는 것이 점점 더 실현 가능해졌습니다. 기능 프로토 타입 또는 최종 사용 구성 요소에 고성능 재료가 필요한 산업의 경우 Nylon 6은 설득력있는 옵션을 제시합니다.
