Pencetakan 3D Nilon:Semua yang Perlu Anda Ketahui
Nylon, juga dikenal sebagai poliamida, adalah salah satu bahan cetak 3D paling populer dan serbaguna di pasaran. Sebuah polimer sintetis, nilon tahan abrasi, tangguh dan memiliki kekuatan dan daya tahan yang lebih besar daripada termoplastik ABS dan PLA. Properti ini menjadikan nilon pilihan ideal untuk berbagai aplikasi pencetakan 3D.
Tutorial hari ini akan membahas manfaat pencetakan 3D nilon, serta aplikasi potensial. Kami juga akan mempelajari teknologi pencetakan 3D mana yang paling cocok dengan nilon dan memberikan tips tentang cara mencapai hasil pencetakan yang luar biasa dengan filamen nilon.
Mengapa cetak 3D dengan nilon?
- Ideal untuk prototipe dan suku cadang fungsional seperti roda gigi dan perkakas, nilon dapat diperkuat dengan serat karbon atau serat kaca, menghasilkan suku cadang yang ringan dengan sifat mekanik yang sangat baik. Dibandingkan dengan ABS, bagaimanapun, nilon tidak terlalu kaku. Jadi, jika bagian Anda memerlukan kekakuan, Anda harus mempertimbangkan untuk memperkuat bagian Anda dengan bahan tambahan.
- Nylon menawarkan rasio kekakuan dan fleksibilitas yang luar biasa. Artinya, bagian Anda akan fleksibel saat dicetak dengan dinding tipis, dan kaku saat dicetak dengan dinding tebal. Ini cocok untuk memproduksi komponen seperti engsel hidup dengan bagian kaku dan sambungan fleksibel.
- Karena bagian yang dicetak dengan nilon biasanya memiliki permukaan akhir yang baik, lebih sedikit pasca-pemrosesan yang diperlukan.
- Dikombinasikan dengan teknologi powder-bed seperti SLS dan Multi Jet Fusion, pencetakan 3D dengan nilon dapat digunakan untuk membuat bagian yang bergerak dan saling mengunci. Ini menghilangkan kebutuhan untuk merakit komponen yang dicetak satu per satu, dan memungkinkan objek yang sangat kompleks untuk diproduksi lebih cepat.
- Karena nilon bersifat hidroskopis, artinya menyerap cairan, bagian-bagiannya dapat dengan mudah diwarnai dalam rendaman pewarna setelah produksi.
Teknologi mana yang harus dipilih?
Komposit berbahan dasar nilon dan poliamida bekerja paling baik dengan teknologi pencetakan 3D powder-bed seperti Selective Laser Sintering (SLS) dan Multi Jet Fusion (MJF), dan berbagai jenis tersedia di pasaran. Bahan nilon juga bisa datang dalam bentuk filamen untuk printer 3D FDM. Namun, karena suhu pencetakan yang tinggi dan masalah lengkungan, akan lebih sulit untuk menggunakan filamen nilon dengan FDM.
SLS
Bubuk nilon banyak digunakan dalam proses pencetakan SLS, dengan Poliamida 11 (PA11) dan Poliamida 12 (PA12) menjadi dua poliamida yang paling umum digunakan. PA11 memiliki ketahanan UV dan benturan yang hebat, sementara PA12 menawarkan kekuatan dan kekakuan yang lebih besar. Ada juga berbagai macam komposit seperti kaca, serat karbon dan poliamida yang diperkuat aluminium, yang menawarkan sifat mekanik yang lebih ditingkatkan. Saat ini, SLS adalah teknologi yang paling dapat diandalkan untuk pencetakan 3D dengan nilon, meskipun teknologi Multi Jet Fusion menawarkan kecepatan yang lebih tinggi dan akurasi dimensi yang lebih baik.
Multi Jet Fusion
Teknologi Multi Jet Fusion HP mendukung berbagai bahan cetak nilon 3D, yaitu PA11, PA12 dan HP 3D High Reusability PA 12 Glass Beads (40% manik-manik kaca diisi bahan poliamida). Bubuk nilon untuk MJF sangat dapat digunakan kembali, karena kelebihan bubuk (hingga 70%) dapat didaur ulang dan dimasukkan kembali ke dalam proses pencetakan tanpa mengorbankan sifat mekanik komponen Anda.
Pemodelan Deposisi Fused
Sementara FDM dapat digunakan untuk pencetakan 3D nilon, nilon memerlukan suhu pencetakan yang lebih tinggi daripada yang dapat dikelola oleh banyak ekstruder FDM. Dibandingkan dengan SLS dan MJF, filamen nilon untuk FDM tidak banyak digunakan untuk aplikasi industri, namun ada beberapa printer 3D FDM di pasaran yang dioptimalkan untuk kasus penggunaan ini. Markforged, misalnya, menawarkan materi Onyx miliknya. Onyx, komposit serat nilon dan mikro-karbon, menghasilkan suku cadang yang tangguh dan tahan panas yang cocok untuk aplikasi penggunaan akhir dan dikatakan 1,4 kali lebih kuat dan kaku daripada suku cadang ABS.
Kiat untuk pencetakan 3D dengan nilon
Untuk FDM :
- Karena nilon menyerap kelembapan, filamen nilon yang lembap dapat menyebabkan hasil yang tidak diinginkan seperti daya rekat lapisan yang buruk dan kekasaran permukaan. Itulah mengapa sangat penting untuk menyimpan filamen nilon dalam wadah yang kering dan kedap udara dan memastikan bahwa bahannya kering sebelum dicetak. Ini juga merupakan praktik yang baik untuk mengeringkan filamen nilon dalam oven pada suhu 70°C hingga 80°C selama empat hingga enam jam.
- Dengan suhu pencetakan rata-rata untuk filamen nilon adalah 240 derajat ke atas, beberapa printer 3D FDM mungkin tidak cocok untuk suhu tinggi seperti itu. Oleh karena itu, sebaiknya verifikasi suhu maksimum alat ekstruder pada printer FDM Anda sebelum menggunakan filamen nilon.
- Karena nilon rentan melengkung, sangat disarankan untuk memanaskan platform pencetakan terlebih dahulu untuk mencegah hal ini.
Untuk SLS dan MJF:
- Untuk pencetakan 3D SLS dan MJF, komponen nilon Anda memerlukan ketebalan dinding minimal 1 mm. Saat mendesain engsel hidup, pastikan ketebalan dinding minimum masing-masing adalah 0,3 mm dan 0,5 mm untuk SLS dan MJF.
- Sangat direkomendasikan untuk tidak mendesain bagian yang besar dan datar saat bekerja dengan nilon dalam proses powder-bed karena kemungkinan besar terjadinya lengkungan.
- Karena nilon memungkinkan bagian yang bergerak dan saling mengunci, sangat penting untuk memastikan bahwa jarak antar bagian yang dicetak bersama setidaknya 0,5 mm.
- Disarankan untuk menghilangkan bubuk nilon yang terperangkap di dalam bagian Anda, terutama untuk bagian dengan dinding yang lebih tebal dari 20 mm. Untuk menghemat bahan dan menghindari deformasi, pastikan bahwa setidaknya dua lubang pelepasan diperhitungkan ke dalam desain untuk membantu menghilangkan bubuk dengan mudah setelah pencetakan.
Aplikasi untuk pencetakan 3D nilon
Nylon adalah pilihan sempurna untuk berbagai aplikasi, termasuk snap fit berulang, engsel hidup, dan roda gigi. Baik industri kedirgantaraan dan otomotif telah menggunakan fleksibilitas nilon untuk memproduksi perkakas, jig, dan perlengkapan yang disesuaikan, serta prototipe untuk panel interior, komponen asupan udara panas rendah, dan penutup antena. Bagian nilon juga dapat ditemukan di pesawat terbang:misalnya, perusahaan Amerika, Metro Aerospace, baru-baru ini telah mencetak 3D baling-baling nilon berisi kaca yang dirancang untuk mengurangi hambatan. Melalui proses pencetakan 3D ini, Metro Aerospace mampu memastikan konsistensi komponen flight-grade-nya, sehingga lebih mudah untuk mendapatkan persetujuan FAA.
Di bidang medis, nilon dapat digunakan untuk prototyping dan membuat model anatomi pendidikan, selain memproduksi suku cadang medis untuk penggunaan akhir. Polimida Ultramid BASF baru-baru ini telah digunakan untuk memproduksi soket prostetik cetak 3D yang disesuaikan. Poliamida, diperkuat dengan serat karbon, memastikan prostetik tetap kuat dan ringan.
Tidak hanya di sektor industri pencetakan nilon 3D digunakan. Dengan cepat meningkatkan penggunaan pencetakan 3D, industri barang konsumsi juga memanfaatkan nilon dengan baik. Dari casing ponsel hingga kacamata yang dapat disesuaikan, nilon memberikan pilihan yang fleksibel di berbagai aplikasi. Kasus terbaru adalah sikat maskara cetak 3D Chanel, dibuat dengan bubuk poliamida, menggunakan teknologi SLS.
Singkatnya
Pencetakan nilon 3D menghadirkan berbagai manfaat bagi desainer dan insinyur industri, menciptakan suku cadang dengan sifat mekanik yang baik yang cocok untuk pembuatan prototipe fungsional dan penggunaan akhir. Sementara SLS saat ini merupakan teknologi paling umum yang digunakan untuk mencetak suku cadang nilon, teknologi dan kemajuan materi berarti bahwa teknologi lain dengan cepat mengejar. Misalnya, dengan mendorong kolaborasi, Open Platform HP bertujuan untuk mendorong adopsi pencetakan nilon 3D dengan teknologi MJF. Di sisi FDM, filamen nilon yang sesuai dengan teknologi juga terus ditingkatkan.
