PA12 (Nylon 12) entdecken: Eigenschaften, Anwendungen & Brancheninsights

Nylons sind eine gängige Kunststoffklasse, die seit den 1930er Jahren existiert. Es handelt sich um Polyamid-Polymere, die traditionell in zahlreichen gängigen Kunststofffertigungsprozessen für Folien, Metallbeschichtungen und Rohrleitungen für Öl und Gas eingesetzt werden – um nur einige zu nennen. Generell sind Nylons aufgrund ihrer Verarbeitbarkeit immens beliebt für additive Anwendungen, wie im State of 3D Printing Annual Report 2017 referenziert.

Nylon 12 Eigenschaften

PA 12 (auch bekannt als Nylon 12) ist ein guter Allround-Kunststoff mit breiten additiven Anwendungen und bekannt für Zähigkeit, Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit und die Fähigkeit, sich ohne Bruch zu biegen. PA 12 wird seit langem von Spritzgießern aufgrund dieser mechanischen Eigenschaften eingesetzt. Und kürzlich wurde PA 12 als gängiges 3D-Druckmaterial für funktionale Teile und Prototypen adaptiert. Wenn Sie erwägen, Metallteile auf Kunststoff umzustellen, prüfen Sie zunächst Betriebsbedingungen, Belastungsfälle, akzeptable Kriech-/Ermüdungsgrenzen und Spezifikationen zu Chemikalien- und UV-Beständigkeit.

Es wird im Fused Deposition Modeling (FDM) als Filament und in Binder-Jetting-Prozessen wie HP® Multi Jet Fusion (MJF) als Pulver verwendet. Proprietäre Formen von PA 12 wurden für beide additiven Technologien entwickelt. HP® schuf beispielsweise HP® 3D High Reusability PA 12 für den MJF-Prozess. Stratasys brachte sein eigenes FDM-Filament FDM Nylon 12™ auf den Markt. Weitere Anbieter ziehen nach und veröffentlichen eigene proprietäre PA-12-Varianten (wie Nylon G von MatterHackers).

Hier erklären wir die Unterschiede zwischen generischem PA 12 / Nylon 12 im Spritzguss und den proprietären PA-12-Materialien von Stratasys und HP®. Dann gehen wir ins Detail, wie PA 12 in FDM und MJF eingesetzt wird.

FDM und Nylon 12™

FDM Nylon 12™ kommt als Filamentspule, das während des Druckprozesses erhitzt und durch die Druckerdüse extrudiert wird, und wird spezifisch in Stratasys FDM-Druckern verwendet.

Ähnlich wie bei anderen FDM-Prozessen müssen Stützen für überhängende Features in das Teildesign integriert werden. Glücklicherweise können viele FDM-Drucker zwei verschiedene Extruderköpfe aufnehmen: einen für das Nylon 12 und einen für das Stützmaterial. Das Stützmaterial – wie wasserlösliches PVA – ist so konzipiert, dass es nach Druckende leicht entfernt werden kann.

Mechanische Spezifikationen für HP PA 12

Zugfestigkeit, XYZ: 48 MPa / 6960 psi
Zugmodul, XY: 1700 MPa / 247 ksi
Zugmodul, Z: 1800 MPa / 261 ksi
Dehnung bei Bruch, XY: 20 %
IZOD-Schlagzähigkeit: 3,5 kJ/m²
Wärmeformbeständigkeit (@0,45 MPa, 66 psi), XY: 175 °C / 347 °F

Lesen Sie das technische Datenblatt zu HP® PA 12 für Details.

MJF und HP® 3D High Reusability Polyamide 12

HP® 3D High Reusability Polyamide 12 (HP® PA 12) ist eine spezifische PA-12-Form, entwickelt für HP® MJF. Sie liegt als feines Granulatpulver vor, das Teile mit hoher Auflösung und feinen Features drucken kann.

Kunden wählen den MJF-Prozess oft wegen seiner selbsttragenden Natur, die Designingenieuren die Freiheit gibt, Grenzen zu verschieben und komplexe, intricate Geometrien zu drucken. Dies ermöglicht auch das Drucken von Baugruppen in einzelnen, kontinuierlichen Stücken.

Das große Baenvolumen von HP® MJF erlaubt auch größere Teile (HP® MJF kann Teile mit Abmessungen bis zu 16 x 12 x 16 Zoll fertigen). Nach dem Druck müssen Teile aus dem Bett ungesinterten Pulvers entnommen werden, was Nachbearbeitung erfordert und bei der Kostenkalkulation berücksichtigt werden sollte. Im Gegensatz zu FDM produziert MJF nahezu isotrope Materialien mit minimaler Steifigkeitsdifferenz in Druckrichtung.

Warum HP® PA 12 nutzen?

HP® PA 12 ist ein hervorragendes Material für Teile, die Zähigkeit und Dimensionsgenauigkeit mit feinen Details balancieren müssen. Fast Radius nutzt HP® PA 12, um nahezu isotrope Teile mit fein abgestimmter Oberflächenauflösung, höheren Dichten und geringeren Porositäten zu drucken. Texturierung, Färbung, Prägen und Gravieren sind ebenfalls möglich.

Die nahezu 100-prozentige Dichte des Materials bedeutet, dass seine mechanische Performance der von generischem PA 12 entspricht, das üblicherweise für Spritzgussanwendungen genutzt wird. Je nach Strenge Ihrer Materialanforderungen kann HP® PA 12 sogar einen spritzgussgeeigneten ABS-Grad ersetzen.

Beliebte Anwendungen

Die Zähigkeit von HP® PA 12 macht es zu einer großartigen Option für Teile, die flexible Materialien benötigen, die bei wiederholter Nutzung nicht brechen oder reißen. Beliebte Anwendungen umfassen:

• Snap-Fit-Verschlüsse
• Gehäuse
• Montagehardware für Außengehäuse
• Gewindeeinsätze
• Teile unter Vibration
• Kinematische Teile
• Lehren und Vorrichtungen

Die Dichte von HP® PA 12 ähnelt gängigen Kunststoffen wie ABS. Die durch Design for Additive Manufacturing (DFAM) ermöglichte Flexibilität erlaubt jedoch die Produktion starker, langlebiger Teile, die leichter sind als traditionell gefertigte Kunststoffkomponenten. Tatsächlich macht die hohe Ermüdungsfestigkeit des Materials (seine Fähigkeit, wiederholten Belastungszyklen und Vibrationen standzuhalten) es zu einer großartigen Wahl für Teile in der Luft- und Raumfahrt sowie Automobilindustrie.

Nachhaltigkeits- und Kostenüberlegungen bei HP PA 12

HP® PA 12 ist darauf ausgelegt, Abfall zu minimieren, sodass überschüssiges Pulver aus einem Build in nachfolgenden Builds wiederverwendet werden kann. Dies ermöglicht uns, in jedem Drucklauf 20 % neues Pulver und 80 % recyceltes Pulver einzusetzen. Das Recycling von HP® PA 12 verringert nicht nur Materialabfall, sondern hält auch Skaleneffekte ökonomisch sinnvoll, was Ihnen den besten Materialpreis bietet.

Design- und Betriebsüberlegungen

HP® PA 12 unterliegt nicht allzu vielen Designregeln, da Bedenken bezüglich Überhängen und Taper-Größe nicht zutreffen. Eine wichtige Überlegung: Entlüftungen für interne Hohlräume designen, um Pulvereinschlüsse zu verhindern.

Die Nachbearbeitung beginnt mit der Entfernung von Überschusspulver. Operatoren strahlen das fertige Teil mit Luft oder Medien ab, bevor es die Oberflächenveredelung durchläuft. HP® PA 12 kommt in Standard-Grau, jedoch können Kunden ihre Teile auf Wunsch durch einen Färbeprozess schwarz färben. Sie können Teile mit HP® PA 12 auch in jeder gewünschten Farbe lackieren.

Wann Sie Ihr Teil erwarten können

HP® PA 12 arbeitet innerhalb unserer Standard-Lieferzeit von fünf bis sieben Werktagen. Fast Radius kann sogar einen Druck in drei Werktagen für Expressaufträge oder kleinere Builds abschließen. Generell kann MJF 251 Kubikzoll eines Teils pro Stunde drucken. Zur Orientierung: Wenn ein HP®-Druckvolumen vollständig gepackt ist, könnte die Bauzeit nahe an 17 Stunden liegen.

Post-Druck-Kühlung muss berücksichtigt werden – sie kann drei bis 50 Stunden dauern. Als Faustregel: Kleinere Builds und weniger Pulver bedeuten schnellere Kühlperioden. Glücklicherweise hat HP® dafür vorgesorgt und bietet eine sekundäre Nachbearbeitungsstation, die jedes Teil in zehn Stunden oder weniger schnell abkühlen kann, falls nötig.

Wenn Sie daran interessiert sind, Design-„Regeln“ herauszufordern, um zuvor unmögliche Produkte zu schaffen, empfehlen wir HP® PA 12. Kontaktieren Sie unser Team, um zu sehen, wie HP® PA 12 Ihre Produktvision zum Leben erwecken kann.

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