پرینت سهبعدی با فیلامنت نایلون PA12 یکی از حرفهایترین گزینهها برای ساخت قطعات مستحکم، مقاوم و مهندسی است. این نوع فیلامنت که با نام نایلون 12 نیز شناخته میشود، به دلیل ویژگیهایی مانند مقاومت بالا در برابر فشار، سایش و مواد شیمیایی، جایگاه ویژهای در میان مواد مصرفی پرینت سهبعدی صنعتی پیدا کرده است.
در این مقاله، بهطور کامل با نایلون PA12، مزایا و معایب آن، کاربردهای رایج، نکات فنی پرینت گرفتن با آن و تفاوتش با سایر نایلونها آشنا خواهید شد. اگر به دنبال دریافت خدمات پرینت سه بعدی با نایلون PA12 هستید، این مطلب را از دست ندهید.
فیلامنت نایلون PA12 چیست؟
فیلامنت نایلون PA12 که با نام پلیآمید ۱۲ نیز شناخته میشود، یکی از پیشرفتهترین مواد مصرفی در چاپ سهبعدی است. این فیلامنت از خانواده نایلونها بوده و بهواسطهی استحکام کششی بالا، انعطافپذیری مناسب، مقاومت شیمیایی عالی و جذب رطوبت بسیار پایین شناخته میشود. همین ویژگیها باعث شده تا PA12 بهطور گسترده در صنایع خودروسازی، هوافضا، پزشکی، و ساخت قطعات کاربردی مورد استفاده قرار گیرد.
از نظر شیمیایی، PA12 حاصل پلیمریزاسیون مونومرهایی مانند لورولاکتام یا ۱۲-آمینودودکانوئیک اسید است. این ساختار باعث میشود فیلامنت نایلون PA12 در برابر مواد خورنده مثل روغنها، حلالها، نمکها و الکلها بسیار مقاوم باشد. همچنین به دلیل جذب رطوبت کم، در محیطهای مرطوب کمتر دچار تغییر شکل میشود و دقت ابعادی بالایی را در چاپ حفظ میکند.
این ماده هم در قالب فیلامنت برای پرینترهای FDM (fdm چیست) و هم به شکل پودر در فناوری SLS (تفجوشی لیزری انتخابی) استفاده میشود. مدلهای تقویتشده آن مانند PA12-CF (با الیاف کربن) و PA12-GF (با الیاف شیشه) برای کارهایی که نیاز به سختی و مقاومت بیشتر دارند، گزینههای بسیار مناسبی هستند.
در یک جمله، اگر به دنبال فیلامنتی هستید که در برابر فشار، حرارت و مواد شیمیایی دوام بیاورد و در عین حال انعطافپذیر باقی بماند، فیلامنت نایلون PA12 یکی از بهترین انتخابهای موجود در بازار است.
ویژگی های کلیدی فیلامنت نایلون PA12 در پرینت سه بعدی
نایلون PA12 استحکام کششی و مقاومت در برابر ضربه بالایی را نشان میدهد و برای کاربردهایی که به استحکام و چقرمگی مکانیکی نیاز دارند، مناسب است.
فیلامنت نایلون PA12 در برابر بسیاری از مواد شیمیایی و حلال ها مقاومت میکند و برای قطعاتی که در معرض محیط های خشن قرار دارند مناسب است.
نایلون PA12 دارای درجه ای از انعطاف پذیری است، که ساخت قطعات با درجه ای از انطباق یا انعطاف پذیری را ممکن میکند.
فیلامنت PA12 در دماهای بالا عملکرد خوبی دارد و خواص مکانیکی خود را در شرایط حرارتی سخت حفظ می کند.
PA12 می تواند در هنگام پرینت سه بعدی به سطح صافی برسد و نیاز به پس پردازش گسترده را کاهش دهد.
به کمک فیلامنت نایلون PA12 میتوان قطعات پیچیده، سبک و کاربردی مختلفی را تولید کرد که برای طیف وسیعی از کاربردها در صنایع مناسب است.
مزایا و معایب نایلون PA12
مزایای نایلون PA12
نایلون PA12 استحکام کششی و مقاومت بالایی در برابر ضربه از خود نشان می دهد و برای تولید قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر تنش های مکانیکی و محیط های سخت دارند، مناسب است.
فیلامنت نایلون PA12 در برابر بسیاری از مواد شیمیایی از جمله روغن ها، گریس ها و حلال های مختلف مقاوم است که کاربردهای بالقوه آن را برای قطعات کاربردی و صنعتی گسترش می دهد.
فیلامنت نایلون PA12 را می توان برای چاپ طیف گسترده ای از اندازه ها و هندسه های قطعات، از اجزای پیچیده کوچک گرفته تا مجموعه های بزرگ و پیچیده استفاده کرد، که آن را برای نیازهای کاربردی مختلف همه کاره می کند.
همچنین، نایلون به شدت کشسان است. به طوری که قادر است به اندازه ۳۳ درصد از طول اولیه خود کشیده شود و دوباره شکل اولیه خود را بازیابد.
این فیلامنت نسبت استحکام به وزن خوبی را ارائه می دهد و برای کاربردهایی که کاهش وزن مهم است، مانند صنایع خودروسازی و هوافضا، ایده آل است.
از نایلون PA12 میتوان برای ایجاد طرحهای پیچیده و پیچیدهای استفاده کرد که ساخت آنها با استفاده از روشهای سنتی ممکن است چالشبرانگیز یا غیرممکن باشد و آزادی طراحی قابل توجهی را ارائه دهد. پیشنهاد میکنیم با نحوه طراحی برای پرینت سه بعدی FDM آشنا شوید.
معایب نایلون PA12
PA12 تمایل به جذب رطوبت از هوا دارد، که می تواند خواص مکانیکی آن را در طول زمان، به ویژه در محیط های مرطوب، تحت تاثیر قرار دهد. نگهداری مناسب و درمان های پس از پردازش برای کاهش این مشکل ضروری است.
در طول فرآیند چاپ سه بعدی، فیلامنت نایلون PA12 ممکن است مستعد تاب برداشتن یا جمع شدگی باشد، به خصوص در قطعات بزرگ یا ضخیم. چسبندگی مناسب بستر چاپ و کنترل های محیطی برای به حداقل رساندن این اثرات مهم هستند.
در حالی که قطعات ساخته شده با نایلون PA12 میتوانند سطح نسبتاً صافی از چاپگر داشته باشند، مراحل پس از پردازش اضافی برای بهبود زیباییشناسی یا ویژگیهای عملکردی ممکن است لازم باشد و زمان و تلاش بیشتری را به فرآیند تولید اضافه کند.
فیلامنت نایلون PA12 می تواند در مقایسه با برخی دیگر از مواد پرینت سه بعدی گران تر باشد، که می تواند بر هزینه کلی تولید، به ویژه برای قطعات بزرگ یا حجمی تأثیر بگذارد.
در حالی که PA12 پایداری حرارتی خوبی از خود نشان می دهد، ممکن است برای کاربردهایی که نیاز به قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در دمای بسیار بالا دارند، مناسب نباشد، زیرا نقطه ذوب نسبتاً پایینی در مقایسه با برخی پلاستیک های مهندسی دیگر دارد.
آیا همه ی فیلامنتهای PA12 ها یکسان اند؟
بر خلاف تصور رایج، همه فیلامنتهای نایلون PA12 دقیقاً مشابه یکدیگر نیستند. با اینکه PA12 به نوع خاصی از پلیآمید (پلیآمید ۱۲) اشاره دارد، اما در عمل، تنوع زیادی در ترکیب شیمیایی، افزودنیها، فرآیندهای تولید و در نتیجه عملکرد نهایی این ماده وجود دارد. تولیدکنندگان مختلف ممکن است برای رسیدن به خواص خاص مکانیکی، حرارتی یا شیمیایی، فرمولاسیونهای اختصاصی خود را به کار ببرند.
برای مثال، برخی برندها نایلون PA12 خود را با افزودنیهایی مانند مقاومکننده در برابر اشعه UV، بهبوددهنده چاپپذیری یا تاخیرانداز شعله ترکیب میکنند. دیگر برندها از تقویتکنندههایی مثل الیاف کربن یا شیشه برای افزایش استحکام، سفتی و پایداری ابعادی استفاده میکنند. این تغییرات میتوانند محصولاتی با عملکرد بسیار متفاوت نسبت به یکدیگر ایجاد کنند، حتی اگر پایه آنها یکی باشد.
جالب است بدانید که برخی شرکتها حتی نام PA12 را روی محصول خود نمیگذارند و در عوض، از نامهای تجاری اختصاصی استفاده میکنند. برای نمونه، مواد DuraForm ProX PA و ProX HST از شرکت 3D Systems هر دو بر پایه PA12 ساخته شدهاند، اما به ترتیب برای کاربردهای غذایی و کاربردهای با دمای بالا طراحی شدهاند.
از سوی دیگر، نسخههای پایدارتر و دوستدار محیط زیست نیز به بازار راه یافتهاند. برخی برندها مانند PowderMonkey rePA12 ترکیبی از PA12 بازیافتی و مواد بکر را ارائه میدهند که مخصوص پرینترهای SLS رومیزی کممصرف توسعه داده شدهاند. علاوه بر این، بعضی نسخهها با عنوان “قابلیت استفاده مجدد بالا” معرفی میشوند، به این معنا که میتوان درصد بیشتری از پودر باقیمانده از چاپهای قبلی را دوباره در فرآیند چاپ استفاده کرد. این ویژگی نه تنها از نظر اقتصادی به صرفه است، بلکه باعث کاهش هدررفت مواد نیز میشود. بنابراین هنگام انتخاب نایلون PA12، تنها به نام آن اکتفا نکنید؛ مشخصات دقیق، برند سازنده، و نوع افزودنیها و کاربرد نهایی نقش مهمی در انتخاب بهترین گزینه برای پروژه شما دارند.
حداقل/حداکثر مقاومت کششی نهایی (MPa) | 43-50 |
حداقل/حداکثر ضریب کشش (MPa) | 1550-1850 |
حداقل/حداکثر ازدیاد طول در شکست (%) | 15-25 |
حداقل/حداکثر ضریب خمشی | 1510-1600 |
چگالی قطعه (g/cm3) | 0.9 |
با این حال، همانطور که در بالا ذکر شد، تولید کنندگان ممکن است PA12 خود را به گونه ای فرموله کنند که بسیار انعطاف پذیرتر از این ویژگی های عمومی یا سفت تر و… باشد.
همین الان سفارش خود را ثبت کنید!
پایداری و بازیافت نایلون PA12
مانند هر فرآیند همجوشی بستر پودری، مواد استفاده نشده یا باقیمانده زیادی از هر دوره پرینت سه بعدی وجود دارد. خوشبختانه، PA12 را می توان چندین بار ذوب و دوباره پردازش کرد بدون اینکه خواص آن کاهش یابد. این بدان معنی است که پودر باقیمانده شما را می توان دوباره در قیف انداخت و برای چاپ بعدی استفاده کرد، اما نه همیشه بدون مخلوط کردن مقداری پودر تازه و استفاده نشده. همچنین محدودیت هایی نیز برای تعداد دفعات استفاده مجدد از پودر مشابه به منظور جلوگیری از کاهش کیفیت قطعه تولیدی، وجود دارد.
اگر قطعات PA12 ایی را پرینت سه بعدی می کنید که در یک صنعت تحت نظارت یا استاندارد مورد استفاده قرار می گیرند، ممکن است نتوانید از چیزی جز پودر 100٪ بکر استفاده کنید. با این حال، بسته به ویژگی های مکانیکی که قطعه شما نیاز دارد، می توانید تا 100٪ استفاده مجدد کنید. با این وجود معمولا 60٪ -70٪ استفاده مجدد رایج تر است.کاهش آن درصد ریمیکس (یا نرخ تازه سازی) باید هزینه کلی چاپ سه بعدی شما را کاهش دهد، که برای تولید کنندگان حائز اهمیت است زیرا سازندگان به دنبال تولید حجم بیشتری از قطعات با همان مواد اولیه هستند. با این حال، به خاطر داشته باشید که نرخ تازهسازی فقط یک موضوع مادی نیست. چاپگر شما نیز بر نرخ تازه سازی شما تأثیر می گذارد. نایلون PA12 به طور کلی قابل بازیافت است. با این حال، قابلیت بازیافت یک محصول نایلونی خاص PA12 به عوامل مختلفی مانند فرمولاسیون و مواد افزودنی آن بستگی دارد. فرآیند بازیافت معمولاً شامل جمعآوری محصولات نایلونی PA12 استفاده شده، ذوب کردن آنها و تبدیل مواد به محصولات جدید است، اما این تنها زمانی امکانپذیر است که همان نوع و برند PA12 بازیافت شود.معمولاً میتوانید نمونههای اولیه قدیمی و چاپهای ناموفق خود را به یک مرکز بازیافت صنعتی ارسال کنید.
PA12 (یا همان nylon12) و PA11 (یا همان nylon11) هر دو نوعی از مواد پلی آمیدی (نایلون) هستند که در کاربردهای مختلف از جمله چاپ سه بعدی استفاده می شوند. هنگام انتخاب بین PA12 و PA11 برای پرینت سه بعدی، مهم است که الزامات خاص محصول خود از جمله خواص مکانیکی، مقاومت شیمیایی، عوامل محیطی و هزینه را در نظر بگیرید تا مشخص کنید کدام ماده به بهترین وجه با هدف مورد نظر مطابقت دارد. در جدول زیر به مقایسه مزایا و معایب این دو ماده میپردازیم:
نایلون PA11
- PA11 از منابع تجدید پذیر مشتق شده است، که آن را به گزینه ای سازگارتر با محیط زیست در مقایسه با PA12 تبدیل می کند.
- مشابه PA12 در برابر روغن ها، گریس ها و مواد شیمیایی مختلف مقاومت نشان می دهد.
- PA11 انعطاف پذیری و مقاومت خوبی در برابر ضربه دارد و برای کاربردهایی که به این ویژگی ها نیاز دارند مناسب است.
- مقاومت خوبی در برابر اشعه ماوراء بنفش (UV) نشان می دهد و عملکرد آن در فضای باز را افزایش می دهد.
- PA11 دارای خواص زیست سازگاری خوبی است که به آن اجازه می دهد در کاربردهای پزشکی و مراقبت های بهداشتی استفاده شود.
- 1.PA11 ممکن است مقاومت دمایی کمتری نسبت به PA12 داشته باشد.
- ممکن است خواص مکانیکی کمی کمتر در مقایسه با PA12 داشته باشد، مانند استحکام کششی و مقاومت در برابر ضربه.
- در حالی که PA11 از منابع تجدید پذیر مشتق می شود، می تواند در مقایسه با برخی دیگر از مواد چاپ سه بعدی گران تر باشد.
نایلون PA12
- PA12 استحکام کششی بالا و مقاومت خوبی در برابر ضربه نشان می دهد و برای کاربردهایی که نیاز به قطعات بادوام و قوی دارند مناسب است.
- در برابر روغن ها، گریس ها و بسیاری از حلال ها مقاوم است و کاربرد بالقوه خود را در محیط های صنعتی گسترش می دهد.
- می توان از آن برای چاپ طیف گسترده ای از اندازه ها و هندسه های قطعات استفاده کرد که انعطاف پذیری طراحی را ارائه می دهد.
- PA12 نسبت استحکام به وزن خوبی را ارائه می دهد و آن را برای کاربردهای حساس به وزن ایده آل می کند.
- مقاومت در برابر سایش خوبی دارد و آن را برای قطعاتی که در معرض اصطکاک و سایش قرار دارند مناسب می کند.
- PA12 تمایل به جذب رطوبت از هوا دارد که می تواند به مرور زمان بر خواص آن تأثیر بگذارد.
- ممکن است در طول فرآیند چاپ سه بعدی، به خصوص در قطعات بزرگ یا ضخیم، مستعد تاب برداشتن باشد.
- ممکن است مراحل اضافی پس از پردازش برای بهبود پرداخت سطح یا خواص عملکردی لازم باشد.
- در مقایسه با سایر مواد پرینت سه بعدی می تواند نسبتاً گران باشد.
- PA12 ممکن است برای قرار گرفتن طولانی مدت در دمای بسیار بالا مناسب نباشد.
PA12 معمولا خاکستری یا سیاه است اما می توان آن را در رنگ سفید نیز یافت که بهترین گزینه برای افزودن رنگ است. این ماده معمولا به راحتی با استفاده از دستگاه رنگ آمیزی DyeMansion در پس پردازش رنگ می شود، اما می توانید به سادگی خودتان نیز به آن رنگ اضافه کنید.
کاربردهای فیلامنت نایلون PA12
فیلامنت نایلون PA12 در بخش خودرو برای ساخت قطعاتی مانند خطوط سوخت، خطوط ترمز، روکش کابل، لوله های ترمز هوا و سایر قطعات زیر کاپوت به دلیل مقاومت در برابر ضربه، دوام و مقاومت بالا استفاده می شود.
در این صنعت از نایلون PA12 به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت در برابر سایش و دوام در تولید قطعات سبک و مستحکم مانند کانال های هوا، براکت ها، گیره ها و بست ها استفاده می شود.
فیلامنت PA12 به دلیل مقاومت در برابر سایش عالی و توانایی مقاومت در برابر بارهای سنگین برای تولید قطعات مختلف صنعتی از جمله چرخ دنده، بلبرینگ، غلتک، بوشینگ و قطعات سیستم نوار نقاله استفاده می شود.
این فیلامنت به دلیل مقاومت در برابر ضربه، ماهیت سبک وزن و انعطاف پذیری طراحی، برای ایجاد انواع محصولات مصرفی، از جمله کالاهای ورزشی، ظروف آشپزخانه، و اجزای دستگاه های الکترونیکی استفاده می شود.
فیلامنت نایلون PA12 به دلیل زیست سازگاری، دوام و مقاومت در برابر روش های استریلیزاسیون برای کاربردهای تجهیزات پزشکی مانند ابزار جراحی، بریس های ارتوپدی و تجهیزات تنفسی استفاده می شود.
PA12 همچنین اغلب در فرآیندهای چاپ سه بعدی تف جوشی لیزری انتخابی (SLS) برای تولید نمونه های اولیه کاربردی، قطعات سفارشی و اجزای مصرف نهایی با خواص مکانیکی خوب و آزادی طراحی استفاده می شود.
