TUDO O QUE VOCÊ PRECISA SABER SOBRE A IMPRESSÃO 3D EM NYLON

Antes de começar a imprimir Nylon em 3D, compilamos algumas das informações básicas que você precisa saber. Continue lendo para aprender as vantagens, desvantagens, história e aplicações da impressão 3D em Nylon

Filamento de nylon e equipamento impresso em 3D
Filamento de nylon e equipamento impresso em 3D

Quando se trata de materiais de impressão 3D, o Nylon deve ser mencionado como um dos materiais mais populares para usuários profissionais. Isso pode ser atribuído em grande parte à sua popularidade fora da impressão 3D. O Nylon tem uma ampla gama de aplicações graças às suas propriedades exclusivas e os benefícios da impressão 3D significam que as peças podem ser feitas rapidamente de forma fácil e econômica.

Dito isso, a tecnologia de impressão 3D Fused Deposition Modeling (FDM) de desktop, que é um dos tipos de impressão 3D mais amplamente usados, às vezes pode envolver muitas tentativas e erros. Alguns materiais são fáceis de imprimir, enquanto outros têm uma curva de aprendizado comparativamente maior.

Por meio deste artigo, compartilharemos tudo o que você deve saber sobre a impressão 3D em Nylon. O Nylon pode ser impresso em 3D usando três tecnologias diferentes, a saber, FDM, Sinterização seletiva a laser (SLS) e fusão MultiJet (MJF). No entanto, o escopo deste artigo concentra-se na impressão 3D FDM.


COMPREENDENDO O NYLON COMO UM MATERIAL

Composição química

O Nylon foi sintetizado pela primeira vez pela DuPont, a empresa química americana, em 1935. Ela desenvolveu o material para uso comercial e, desde então, o Nylon tornou-se uma característica comum em várias indústrias.

Naylon se refere a um grupo de plásticos conhecido como poliamidas. São principalmente materiais semicristalinos e geralmente muito resistentes. É encontrado em muitas variantes, mas as mais comuns são Nylon 6, Nylon 6-6 e Nylon 12. É um material termoplástico, ou seja, torna-se macio com o aquecimento ou líquido quando aquecido além de seu ponto de fusão e endurece com o resfriamento. Este processo de aquecimento e resfriamento pode ser realizado várias vezes sem afetar significativamente suas propriedades químicas ou mecânicas inerentes.

Nylons podem ser facilmente misturados com vários outros plásticos para formar compostos, melhorando seus parâmetros de desempenho. Isso é amplamente feito nas indústrias automotivas e alguns compostos comuns na impressão 3D são o Nylon com enchimento de vidro e o Nylon com fibra de carbono. O Nylon é um material versátil e adequado para quase todos os tipos de operações de fabricação, como moldagem por injeção, extrusão e manufatura aditiva (em FDM, SLS e MJF).

Aplicações Profissionais

O Nylon é um material popular nas indústrias de manufatura tradicional e aditiva. A primeira aplicação do Nylon foi uma escova de dentes, mas seu uso se espalhou rapidamente para outros setores devido às propriedades únicas do material.

Rodas de skate de nylon impressas em 3D Fonte: MatterHackers
Rodas de skate de Nylon impressas em 3D
Fonte: MatterHackers

Algumas das aplicações mais populares do material de Nylon são:

➜ Na indústria têxtil, o Nylon é utilizado na fabricação de linhas de pesca e embalagens de alimentos.
➜ Na indústria da moda, o Nylon é utilizado como tecido para a fabricação de produtos como meias, lingerie, capas de chuva, jaquetas e roupas esportivas.
➜ Na indústria eletrônica, o Nylon é usado como isolantes e invólucros de chaves.
➜ Na indústria automotiva, o Nylon é usado na produção de peças como coletores de admissão, maçanetas e grades do radiador.
➜ Em produtos de consumo, o Nylon é usado em artigos esportivos, como fixações de esqui e rodas de skate.
➜ Na fabricação de máquinas para peças móveis, como engrenagens e rolos.


NYLON EM IMPRESSÃO 3D

Da mesma forma que o Nylon se tornou um material comum na fabricação tradicional, o Nylon se tornou um material popular para uso com impressoras 3D. A impressão 3D oferece os benefícios adicionais de geometrias ilimitadas, iteração e personalização e acessibilidade de baixo volume.

A flexibilidade e durabilidade do nylon auxiliam na impressão 3D de peças com paredes finas. Seu baixo coeficiente de atrito com alto ponto de fusão o torna especialmente resistente à abrasão e permite que seja usado na impressão de peças como engrenagens de intertravamento funcionais.

O Nylon exibe propriedades mecânicas comparáveis ​​ao ABS (outro material amplamente utilizado na fabricação tradicional e aditiva). O ABS é definido por sua força, mas a resistência do Nylon ao desgaste e à fadiga o torna superior para aplicações que requerem essas propriedades.

Além das vantagens, o Nylon tem uma grande desvantagem que muitas vezes pode prejudicar seu desempenho de impressão – higroscopicidade, ou seja, sua propriedade de absorção de umidade. Esta propriedade é prejudicial para fornecer desempenho previsível. Mas essa mesma propriedade ajuda o Nylon no pós-processamento fácil com tintas de tecido e tintas em spray, tornando-o adequado para uso na impressão de modelos estéticos (exibição).

Houve casos de sucesso de um paciente que recebeu um implante de titânio na pelve e outro recebeu um novo maxilar inferior de titânio. Um paciente motociclista cujo rosto havia sido gravemente ferido em um acidente rodoviário mandou reconstruí-lo com peças impressas em 3D.

A bioimpressão permite a impressão 3D de órgãos artificiais, ajudando a resolver problemas de falência de órgãos em pacientes com mais rapidez, importante para o paciente e sua família e para os sistemas de saúde.

Os tecidos impressos em 3D foram desenvolvidos para testes farmacêuticos como um meio ético e econômico de ajudar a identificar os efeitos colaterais dos medicamentos e validar dosagens seguras.

Os comprimidos podem ser produzidos, utilizando o processo de impressão 3D de Binder Jetting. O processo permite que os comprimidos produzidos sejam muito porosos, possibilitando assim altas dosagens em um único comprimido que pode ser dissolvido de forma rápida e fácil de digerir, útil no tratamento de doenças como a epilepsia.


IMPRESSÃO 3D DE MODELAGEM DE DEPOSIÇÃO FUNDIDA (FDM) EM NYLON

Como mencionado anteriormente, a impressão 3D de Nylon em FDM é um pouco difícil, mas com as ferramentas certas pode ser usada para produzir resultados consistentes. Começaremos com alguns dos desafios comuns da impressão 3D de Nylon.

Desafios comuns com a impressão 3D em Nylon

Um desafio na impressão 3D de Nylon é que o Nylon é altamente higroscópico. Mesmo a exposição de curto prazo a alta umidade pode resultar em filamento “úmido” que, quando impresso, pode levar a inconsistência na precisão dimensional e resistência da peça. Devido a essa propriedade, é fundamental armazenar o filamento de Nylon em local seco. As impressoras 3D FDM profissionais são fechadas para que a umidade possa ser evitada com segurança, mas para novos usuários que trabalham com impressoras DIY ou de mesa mais baratas, o material é exposto ao ar durante a impressão. Isso o torna sujeito à umidade. A umidade absorvida pelo Nylon esquenta ao passar pelo aquecedor e forma bolhas que explodem durante o aquecimento. Esse estouro deixa lacunas visíveis nas peças impressas em 3D, levando a uma produção ruim.

Além disso, o Nylon está sujeito a problemas de empenamento. A deformação ocorre quando há resfriamento desigual da impressão e a impressão enrola na placa de impressão, distorcendo a parte impressa. Isso pode ser evitado colando-se com eficiência a base de impressão e usando uma base aquecida para manter a camada inferior da impressão levemente aquecida, de modo que grude na base durante a impressão. Como precaução extra, os ventiladores de resfriamento podem ser desligados (todos os cortadores têm opções para desligar os ventiladores durante a impressão) durante a impressão com Nylon.

Recomenda-se também que a impressão do Nylon seja realizada em área bem ventilada devido à sua composição química.

Soluções para impressão 3D em Nylon

Felizmente, existem impressoras 3D profissionais, como a MakerBot METHOD, que são acessíveis para empresas e possuem recursos que permitem uma impressão 3D fácil e consistente com Nylon. Um exemplo desses recursos profissionais avançados é uma câmara de impressão aquecida fechada, que minimiza o empenamento e o resfriamento inconsistente durante a impressão, e também pode ser usada antes da impressão para secar o filamento no carretel. Outra característica são as baias de material vedadas, que evitam que o material entre em contato com o meio ambiente. Essas duas adições resolvem quase inteiramente os problemas associados à impressão 3D de Nylon e pode valer a pena considerar durante a compra se o Nylon for um material de impressão 3D preferido.


PROPRIEDADES MATERIAIS FDM DO NYLON

PARÂMETROImperialMétrica
Deflexão de calor (ASTM 648, 66 psi)196°F91°C
Módulo de flexão (ASTM D790, 15 mm / min)250.000 psi1.700 MPa
Resistência à flexão (ASTM D790, 15 mm / min)14.000 psi97 MPa
Resistência à tração no rendimento (ASTM D638, 50 mm / min)9500 psi66 MPa
Módulo de tração (ASTM D638, 50 mm / min)> 320.000 psi> 2.200 MPa
Tensão no rendimento – alongamento (%)> 10%> 10%
Força de impacto entalhada (ASTM D256)> 3,5 ft-lb/pol> 187 J/m

(Especificações para MakerBot Nylon)


VANTAGENS

➜ Propriedades Mecânicas

  1. Alta resistência ao impacto – durável em situações onde as peças estão constantemente batendo umas nas outras ou caindo.
  2. Resistente à abrasão – O baixo coeficiente de atrito do Nylon permite que o Nylon seja usado em aplicações com partes móveis que de outra forma se desgastariam.
  3. Flexível – Em geometrias mais finas, o Nylon pode ser flexionado repetidamente sem fraturar.

➜ Pós-processamento: O Nylon é higroscópico e esta propriedade o ajuda a ser facilmente pós-processado, absorvendo tintas de tecido e tintas em spray.


DESVANTAGENS

➜ Higroscópico: O Nylon é higroscópico, ou seja, absorve a umidade do ar que pode afetar a qualidade de impressão e, por fim, o desempenho da peça.

➜ Pré-secagem: O Nylon deve ser pré-seco para remover qualquer umidade que tenha absorvido. Isso requer esforço extra, equipamento extra e tempo extra. E se a secagem for insuficiente, a impressão mostra

➜ Deformação: O Nylon tem tendência a deformar e, portanto, pode distorcer a peça.


ONDE COMPRAR?

O material de Nylon pode ser comprado de fabricantes de filamentos ou fabricantes de impressoras 3D. Para a MakerBot METHOD, recomendamos o uso de MakerBot Nylon, pois é otimizado para oferecer excelentes resultados. 

Procurando uma plataforma de impressão 3D profissional que funcione com uma variedade de materiais de qualidade de manufatura? Saiba mais em MakerBot Method.

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