شناخت فیلامنت نایلون

یکی از اساسی ترین مواردی که در کیفیت قطعات پرینت شده تاثیر بالائی دارد، مواد اولیه استفاده شده در پرینتر های سه بعدی یا همان فیلامنت می باشد. فیلامنت رشته های مواد پلیمری می باشند که به عنوان ماده اولیه در پرینتر های سه بعدی فیلامنتی مورد استفاده قرار می گیرند. هم اکنون طیف گسترده ای از فیلامنت ها را می توان در بازار موجود یافت. هر یک از این فیلامنت ها خصوصیت ها و خواص فیزیکی و شیمیایی مختص به خود را دارند. فیلامنت نایلون یکی از فیلامنت هایی است که امروزه کاربرد های فراوانی دارد.

در این مقاله از فروشگاه تجهیزات پرینتر سه بعدی سارای به معرفی فیلامنت نایلون یا PA می پردازیم. با ما تا انتهای مقاله همراه باشید.

جهت دریافت مشاوره تماس بگیرید: 09045412243

فیلامنت نایلون چیست؟

همانطور که در بخش قبل گفته شد، امروزه یکی از فیلامنت‌ های پر استفاده، فیلامنت نایلون است که یک پلیمر ترکیبی از پلی آمید است. فیلامنت نایلون برای اولین بار در تاریخ 28 فوریه 1935 و توسط والاس کاروترز در مرکز پژوهش دوپونت اختراع شد. نایلون ماده‌ ای نیمه انعطاف‌ پذیر است و در برابر ضربه و فشار مقاومت بالایی دارد. به همین دلیل، فیلامنت نایلون برای ساخت قطعات با استفاده از پرینتر سه بعدی انتخاب مناسبی است. در مقایسه با فیلامنت‌ های PLA و ABS، فیلامنت nylon یا PA دارای استحکام و دوام شیمیایی بیشتری است. بنابراین، از فیلامنت نایلون می‌ توان در ساخت قطعات مکانیکی مانند چرخ دنده‌ ها، یاتاقان‌ ها، لوازم خانگی و … استفاده کرد.

باید توجه داشت که فیلامنت نایلون مانند ABS سرعت انقباض بسیار بالایی دارد. این موضوع باعث می‌ شود که قطعات نایلونی با تاب برداشتن مواجه شوند. استفاده از فیلامنت نایلون یا nylon بسیار ساده است و قطعات تولید شده دارای کیفیت مناسب و سطحی صاف هستند. فیلامنت‌ های با کیفیت نایلون، چسبندگی بسیار بالایی ایجاد می‌ کنند و با استفاده از تکنیک کشیدن سرد به خوبی در نازل حرکت می‌ کنند و هیچگونه ضایعاتی را به جا نمی‌ گذارند. به همین دلیل، قطعات نهایی با جزئیات دقیق و بسیار ظریف تولید می‌ شوند.

از فیلامنت نایلون (nylon) در ساخت قطعه های مکانیکی همچون چرخ دنده‌ ها، یاتاقان‌ ها، لوازم خانگی و… استفاده می‌ گردد.

مزایا و معایب فیلامنت نایلون

فیلامنت نایلون همانطور که ذکر شد با توجه به ویژگی هایی که دارد، بسیار محبوب می باشد. ولی همچون دیگر فیلامنت ها دارای بعد های مثبت و منفی است که دانستن این موارد به شما کمک خواهد کرد که به عنوان ماده اولیه پرینتر سه بعدی آن را انتخاب کنید یا نه.

مزیت های فیلامنت نایلون

1. فیلامنت نایلون نیمه انعطاف‌پذیر می باشد و دوام و استحکام خیلی بالایی دارد.
2. این فیلامنت‌ های نایلون به منظور ساخت قطعه های مکانیکی ساختمانی، چرخ دنده‌ ها، انواع یاتاقان و… گزینه های مناسبی می باشند.
3. محصولات نهایی چاپ شده با استفاده از فیلامنت نایلون شفاف و دارای سطحی صاف می باشند.
4. فیلامنت نایلون (nylon) غیر محلول ی باشد و از ماندگاری بسیار خوبی برخوردار ی باشد.
5. قطعه های ساخته شده توانایی بازیافت شدن دارند.
6. فیلامنت نایلون در برابر ساییدگی و ضربه مقاومت بالایی دارد.
7. در زمان پرینت، ایجاد بوی نا خوشایند و گاز سمی نمی‌ کند.

عیب های فیلامنت نایلون

• فیلامنت‌ های نایلون مستعد جذب رطوبت می باشند. به همین جهت برای استفاده در پرینتر های سه بعدی می بایست کاملا خشک باشند.
• قطعات پرینت شده دارای مقدار اندکی ضریب آبرفتگی یا shrinkage می‌ باشند.
• فیلامنت نایلون همچون ABS از سرعت انقباض بالایی برخوردار است. همین موضوع موجب تاب برداشتن قطعات تولیدی می‌شود.
• از آن جا که فیلامنت‌ های نایلون مستعد جذب رطوبت هستند، می بایست در مکان‌ های وکیوم و بدون هوا نگهداری گردند.
• فیلامنت‌ نایلون فاسد شده در برابر حرارت تجزیه می‌ گردند و بخار های سمی از آن ها حاصل می آید.
• این فیلامنت‌ نایلون رطوبت را به خود جذب می‌ نماید. از این جهت نیاز به شرایط ویژه برای نگهداری دارند.

بررسی فیلامنت نایلون از لحاظ کاربرد

از جهت داشتن استحکام، انعطاف پذیری و دوام خیلی بالای فیلامنت نایلون، از این فیلامنت در صنایع گوناگون و برای ساخت قطعات مختلف استفاده می‌ شود. در ادامه تعدادی از کاربرد های فیلامنت nylon کر شده است:

1. پرینت قطعات با مقاومت مکانیکی بالا
2. ساخت قطعات با جزئیات دقیق
3. ساخت قطعاتی چون چرخ دنده، پیچ و مهره، واشر، بلبرینگ و…
4. ساخت روکش‌های مدارهای الکترونیکی
5. ساخت انواع بادامک، غلطک، اتصالات و اجزای کشویی
6. چاپ دوشاخه، انواع کانکتورها و فیکسچرها
7. ساخت انواع ایمپلنت
8. ساخت ظروف
9. لوازم خودرو
10. انواع اسباب بازی
11. لوازم پزشکی

ویژگی‌ های فیلامنت نایلون

فیلامنت نایلون ضریب اصطکاک پایینی دارد. از این رو برای ساخت وسیله های متحرک، گزینه ایده‌ آلی می‌ باشد. به عنوان نمونه در ساخت چرخ دنده‌ های ماشین کنترلی از فیلامنت nylon استفاده می‌ کنند. به علاوه ضریب اصطکاک پایین سبب گشته که نیازی به روغن کاری نباشد. قطعات به تولید رسیده توسط فیلامنت نایلون ظاهری نیمه شفاف دارند. ولی با استفاده از رنگ‌ های به کار گرفته شده در صنعت نساجی می‌ توان قطعات را در رنگ‌ های دلخواه چاپ کند. کاربرد فیلامنت nylon در پرینتر سه بعدی خیلی آسان می باشد. البته این سهولت به خشک بودن قرقره فیلامنت متکی می باشد. در غیر این صورت شما ممکن است با مشکلات فراوانی مواجه شوید.

همانطور که در بخش های قبل به آن اشاره کردیم، فیلامنت نوع نایلونی، رطوبت هوای موجود در محیط را جذب می‌ نماید. از این جهت برای جلوگیری از جذب رطوبت می بایست در شرایط وکیوم و به دور از هوا نگهداری نماید. تولید کنندگان فیلامنت نایلون این متریال را در انواع مختلف و برای مصارف گوناگون تولید می‌ سازند.

اهمیت استفاده از فیلامنت Nylon در پرینتر های سه بعدی

فیلامنت نایلون به دلیل خواص منحصر به فردی که دارد، علاوه بر سهولت فرایند چاپ، باعث افزایش کیفیت قطعات تولیدی می‌ شود. استفاده از این فیلامنت برای ساخت قطعات با دقت و ظرافت بالا، برای آزمایشات بصری یا ساخت قطعات یدکی نایاب یا گران قیمت، تنها نمونه‌ ای از کاربرد های آن است. قطعاتی که با این فیلامنت پرینت می‌ شوند، سطحی بسیار صاف و با کیفیت دارند. همچنین، در صورت استفاده از نمونه‌ های با کیفیت، لایه‌ ها به خوبی چسبیده و قطعات تولیدی استحکام بیشتری دارند. به دلیل قدرت فیلامنت نایلون در ایجاد جزئیات دقیق، محدودیتی برای استفاده در پرینتر های سه بعدی مختلف وجود ندارد. بنابراین، می‌ توان آن را در پرینتر های کوچک یا پیچیده استفاده کرد.

فیلامنت nylon مقداری انعطاف پذیر می باشد و دارای شکنندگی خیلی کمی است. با این وجود، در صورتی که قطعات با تراک و پرشوندگی مناسب چاپ گردد، در برابر ضربه و ساییدگی مقاومت مناسبی دارند. به علاوه، همانطور که ضخامت قطعات کاهش یابد، انعطاف پذیری آن ها نیز افزایش می‌ یابد. این خاصیت فیلامنت نایلون را برای ساخت طیف وسیعی از قطعات مناسب می‌ کند.

تفاوت میان فیلامنت‌ Nylon 6 و Nylon 12

همانند سایر ترموپلاستیک‌های پرینت سه بعدی، فیلامنت نایلون در انواع مختلف و با ویژگی‌ها و خواص گوناگون تولید و به بازار عرضه می‌شود. به همین دلیل باید نوع فیلامنت nylon را مناسب با فعالیت مورد نظر انتخاب کنید تا نتیجه‌ی نهایی رضایت بخش باشد. فیلامنت‌ Nylon 6 با نام Nylon 6/6 نیز شناخته می‌شود. شرکت Taulman Nylon یکی از تولیدکنندگان این محصول است که فیلامنت‌ Nylon 6 را در مدل‌های 618 و 645 با درجه کیفی بسیار بالا تولید می‌کند. فیلامنت‌ Nylon 6 از استحکام و مقاومت بسیار بالایی برخوردار است، اما ثبات حرارتی و شیمیایی آن با فیلامنت Nylon 12 قابل مقایسه نیست.

فیلامنت Nylon 12 علاوه بر این که مقاومت بسیار بالایی در برابر حرارت از خود نشان می‌دهد و دچار تغییر شکل نمی‌شود، کمتر از فیلامنت‌ Nylon 6 مستعد جذب آب و رطوبت است. میزان جذب آب فیلامنت Nylon 12 تقریبا نصف فیلامنت‌ Nylon 6 است. با توجه به مقاومت بیشتر فیلامنت Nylon 12 در برابر جذب رطوبت قطعات ساخته شده استحکام بیشتری دارند. بنابراین استفاده از فیلامنت Nylon 12که کمتر مستعد جذب رطوبت است منطقی‌تر به نظر می‌رسد.

همانند سایر ترموپلاستیک‌های پرینت سه بعدی، فیلامنت نایلون در انواع مختلف به بازار عرضه می‌شود.

تاثیر رطوبت بر فیلامنت نایلون

به طور کلی، همه فیلامنت‌ های نایلون قابلیت جذب رطوبت را دارند و به سرعت آب را جذب می‌ کنند. فیلامنت نایلون در کمتر از 24 ساعت می‌ تواند تا 10 درصد از وزن خود را به صورت آب جذب کند. بنابراین، باید آن را در شرایط خشک نگهداری کرد. مانند بسته‌ های وکیوم شده یا در ظروفی که حاوی مواد جاذب رطوبت هستند. در صورتی که فیلامنت نایلون دارای مقادیری رطوبت باشد، قطعه‌ های چاپ شده ضعیف‌ تری خواهند بود و ممکن است در حین پرینت مشکلاتی به وجود آید، حتی ممکن است پرینتر سه بعدی آسیب ببیند.

دربعضی موارد، قطعات چاپ شده دارای ظاهری لایه‌ لایه هستند که به دو دلیل متفاوت بستگی دارد.

• دلیل اول، وجود رطوبت در فیلامنت است و
• دلیل دوم، کمبود حرارت کافی در حین فرایند پرینت است.

در صورت وجود رطوبت در فیلامنت، فرایند چاپ همراه با سر و صدا خواهد بود. رطوبت موجود در فیلامنت با تماس با حرارت به بخار تبدیل می‌ شود و با فشار از اکسترودر خارج می‌ شود. در چنین شرایطی، باید عملیات چاپ را متوقف کرده و فیلامنت را به‌طور کامل خشک کنید. این اتفاق، علاوه بر این که در ایجاد اختلال در ساخت قطعه نقش دارد، می‌ تواند به آسیب دیدن پرینتر سه بعدی منجر شود. بنابراین، قبل از استفاده باید فیلامنت نایلون را به‌طور کامل خشک کنید.

حتی بعد از پرینت، ممکن است فیلامنت nylon رطوبت را جذب کند. این موضوع باعث کاهش خواص ماده می‌ شود. اما باید ذکر شود که خاصیت جذب رطوبت و آب در نایلون یک مزیت است، زیرا این ویژگی امکان رنگ آمیزی نایلون را فراهم می‌ کند. با قرار دادن فیلامنت نایلون در بسته‌بندی وکیوم و دور از هوا و همچنین در معرض ماده جاذب رطوبت، نیازی به خشک کردن فیلامنت قبل از پرینت نخواهید داشت. می‌ توانید از سیلیکاژل یا هر نوع ماده جاذب رطوبت دیگری استفاده کنید تا رطوبت موجود در فیلامنت را از آن خارج کنید. حتی امکان دارد فیلامنت نایلون پس از پرینت هم رطوبت را به خود جذب کند.

نکات مهم برای افزایش کیفیت پرینت

• برای این که کیفیت چاپ را افزایش دهید باید به موارد مختلفی توجه کنید. عدم توجه به برخی نکات موجب تاب خوردگی و دفرمگی قطعه ساخته شده می‌شود.
• به منظور ایجاد چسبندگی نیاز است از چسب ماتیکی بر روی صفحه شیشه‌ ای یا فلزی استفاده نمائید.
• استفاده از صفحه Tufnol به عنوان سطح بستر کیفیت چاپ را افزایش می‌دهد.
• خنک کننده دستگاه را خاموش یا بر روی دور حداقل قرار دهید.
• در محیط سرد عملیات چاپ را انجام ندهید.
• برای چاپ با استفاده از فیلامنت nylon 618 بر خلاف سایر نایلون‌ ها نباید از بستر شیشه‌ ای یا آلومینیومی استفاده شود. بلکه باید از سطحی زبرتر مانند چوب یا تخته کارولیت استفاده گردد.