Impressão 3D em nylon:tudo o que você precisa saber

O nylon, também conhecido como poliamida, é um dos materiais de impressão 3D mais populares e versáteis do mercado. Polímero sintético, o náilon é resistente à abrasão, resistente e possui maior resistência e durabilidade do que os termoplásticos ABS e PLA. Essas propriedades tornam o náilon a escolha ideal para uma ampla gama de aplicações de impressão 3D.

O tutorial de hoje dará uma olhada nos benefícios da impressão 3D em náilon, bem como em possíveis aplicações. Também exploraremos quais tecnologias de impressão 3D funcionam melhor com náilon e forneceremos dicas sobre como obter ótimos resultados de impressão com filamentos de náilon.

Por que imprimir em 3D com náilon?

• Ideal para protótipos e peças funcionais como engrenagens e ferramentas, o náilon pode ser reforçado com fibra de carbono ou fibra de vidro, resultando em peças leves com excelentes propriedades mecânicas. Em comparação com o ABS, no entanto, o náilon não é particularmente rígido. Portanto, se sua peça requer rigidez, você deverá considerar reforçá-la com material adicional.
  
  
• O náilon oferece uma ótima relação rigidez e flexibilidade. Isso significa que sua peça será flexível quando impressa com paredes finas e rígida quando impressa com paredes mais grossas. Isso se presta bem à produção de componentes como dobradiças vivas com peças rígidas e juntas flexíveis.
  
  
• Como as peças impressas em náilon normalmente têm um bom acabamento superficial, menos pós-processamento é necessário.
  
  
• Combinada com tecnologias de leito de pó como SLS e Multi Jet Fusion, a impressão 3D com náilon pode ser usada para criar peças móveis e interligadas. Isso elimina a necessidade de montar componentes impressos individualmente e permite que objetos altamente complexos sejam produzidos mais rapidamente.

• Como o náilon é higroscópico, o que significa que absorve líquidos, as peças podem ser facilmente coloridas em um banho de tinta após a produção.

Qual tecnologia escolher?

Compósitos à base de nylon e poliamida funcionam melhor com tecnologias de impressão 3D em leito de pó, como Sinterização Seletiva a Laser (SLS) e Multi Jet Fusion (MJF), e muitos tipos diferentes estão disponíveis no mercado. Os materiais de nylon também podem vir na forma de filamentos para impressoras 3D FDM. No entanto, devido às altas temperaturas de impressão e problemas de empenamento, pode ser mais difícil usar filamentos de náilon com FDM.

SLS Os pós de nylon são amplamente utilizados no processo de impressão SLS, sendo a poliamida 11 (PA11) e a poliamida 12 (PA12) as duas poliamidas mais comumente usadas. O PA11 possui ótima resistência aos raios UV e ao impacto, enquanto o PA12 oferece maior resistência e rigidez. Há também uma ampla gama de compósitos, como vidro, fibra de carbono e poliamidas reforçadas com alumínio, que oferecem propriedades mecânicas ainda mais aprimoradas. Atualmente, SLS é a tecnologia mais confiável para impressão 3D com nylon, embora a tecnologia Multi Jet Fusion ofereça maior velocidade e melhor precisão dimensional.

Multi Jet Fusion A tecnologia Multi Jet Fusion da HP oferece suporte a uma variedade de materiais de impressão 3D de náilon, a saber PA11, PA12 e contas de vidro PA 12 de alta reutilização HP (material de poliamida preenchido com conta de vidro de 40%). Os pós de nylon para MJF são altamente reutilizáveis, pois o pó excedente (até 70%) pode ser reciclado e reintroduzido no processo de impressão sem comprometer as propriedades mecânicas da sua peça.

Modelagem por Deposição Fundida Enquanto o FDM pode ser usado para a impressão 3D de náilon, o náilon exige temperaturas de impressão mais altas do que muitas extrusoras FDM podem controlar. Em comparação com SLS e MJF, os filamentos de náilon para FDM não são tão amplamente usados ​​para aplicações industriais, mas existem várias impressoras 3D FDM no mercado que são otimizadas para este caso de uso. Markforged, por exemplo, oferece seu material Onyx proprietário. O Onyx, um composto de náilon e fibra de micro-carbono, produz peças resistentes e tolerantes ao calor adequadas para aplicações de uso final e é considerado 1,4 vezes mais forte e rígido do que as peças de ABS.

Dicas para impressão 3D com náilon

Para FDM :

• Como o náilon absorve umidade, os filamentos de náilon úmidos podem levar a resultados indesejados, como má adesão da camada e aspereza da superfície. É por isso que é crucial armazenar os filamentos de náilon em recipientes secos e herméticos e garantir que o material esteja seco antes da impressão. Também é uma boa prática secar o filamento de náilon no forno a 70 ° C a 80 ° C por quatro a seis horas.



• Com as temperaturas médias de impressão para filamentos de náilon de 240 graus e acima, algumas impressoras 3D FDM podem ser inadequadas para essas altas temperaturas. Portanto, é aconselhável verificar a temperatura máxima da extrusora em sua impressora FDM antes de usar filamentos de náilon.



• Como o náilon tende a deformar, é altamente recomendável pré-aquecer a plataforma de impressão para evitar isso.

Para SLS e MJF:

• Para impressão 3D SLS e MJF, suas peças de náilon precisarão de pelo menos 1 mm de espessura de parede. Ao projetar dobradiças vivas, certifique-se de que a espessura mínima da parede seja de 0,3 mm e 0,5 mm para SLS e MJF, respectivamente.



• É altamente recomendável não projetar peças grandes e planas ao trabalhar com náilon em processos de leito de pó devido às altas chances de empenamento.



• Como o náilon permite a criação de peças móveis e interligadas, é crucial garantir que o espaçamento entre as peças impressas juntas seja de pelo menos 0,5 mm.



• É aconselhável remover o pó de náilon preso dentro de sua peça, especialmente para peças com paredes mais espessas que 20 mm. Para economizar material e evitar deformações, certifique-se de que pelo menos dois orifícios de escape sejam feitos no design para ajudar a remover facilmente o pó após a impressão.

Aplicativos para impressão 3D de náilon

O nylon é a escolha perfeita para várias aplicações, incluindo ajustes de pressão repetitivos, dobradiças vivas e engrenagens. Tanto a indústria aeroespacial quanto a automotiva adotaram as flexibilidades do náilon para produzir ferramentas, gabaritos e acessórios personalizados, bem como protótipos para painéis internos, componentes de entrada de ar de baixa temperatura e coberturas de antena. Peças de náilon também podem ser encontradas em aeronaves:por exemplo, a empresa americana Metro Aerospace, recentemente imprimiu em 3D microvanas de náilon preenchidas com vidro projetadas para reduzir o arrasto. Por meio desse processo de impressão 3D, a Metro Aerospace conseguiu garantir a consistência de seus componentes de grau de voo, tornando mais fácil obter a aprovação da FAA.

No setor médico, o náilon pode ser usado para prototipagem e a criação de modelos anatômicos educacionais, além da produção de peças médicas de uso final. O polimida Ultramid da BASF foi recentemente usado para produzir encaixes protéticos personalizados impressos em 3D. A poliamida, reforçada com fibra de carbono, garantiu que a prótese permanecesse forte e leve.

Não é apenas nos setores industriais que a impressão 3D em náilon está sendo usada. Aumentando rapidamente o uso da impressão 3D, a indústria de bens de consumo também está fazendo um bom uso do náilon. De capas de telefone a óculos personalizáveis, o náilon oferece uma escolha flexível em uma variedade de aplicações. Um caso recente são os pincéis de máscara impressos em 3D da Chanel, criados com pó de poliamida, usando a tecnologia SLS.

Para resumir

A impressão 3D de nylon apresenta uma vasta gama de benefícios para designers e engenheiros industriais, criando peças com boas propriedades mecânicas adequadas para prototipagem funcional e uso final. Enquanto SLS é atualmente a tecnologia mais comum usada para imprimir peças de nylon, tecnológicas e os avanços materiais significam que outras tecnologias estão se atualizando rapidamente. Por exemplo, ao encorajar a colaboração, a plataforma aberta da HP visa impulsionar a adoção da impressão 3D de náilon com tecnologia MJF. Do lado do FDM, os filamentos de náilon adequados à tecnologia também estão em constante aprimoramento.