Impresión 3D de nailon:todo lo que necesitas saber

El nailon, también conocido como poliamida, es uno de los materiales de impresión 3D más populares y versátiles del mercado. El nailon, un polímero sintético, es resistente a la abrasión, resistente y posee mayor resistencia y durabilidad que los termoplásticos ABS y PLA. Estas propiedades hacen que el nailon sea una opción ideal para una amplia gama de aplicaciones de impresión 3D.

El tutorial de hoy analizará los beneficios de la impresión 3D de nailon, así como sus posibles aplicaciones. También exploraremos qué tecnologías de impresión 3D funcionan mejor con nailon y brindaremos consejos sobre cómo lograr excelentes resultados de impresión con filamentos de nailon.

¿Por qué imprimir en 3D con nailon?

• Ideal para prototipos y piezas funcionales como engranajes y herramientas, el nailon se puede reforzar con fibra de carbono o fibra de vidrio, lo que da como resultado piezas ligeras con excelentes propiedades mecánicas. Sin embargo, en comparación con el ABS, el nailon no es particularmente rígido. Por lo tanto, si su pieza requiere rigidez, deberá considerar reforzar su pieza con material adicional.
  
  
• El nailon ofrece una excelente relación entre rigidez y flexibilidad. Esto significa que su pieza será flexible cuando se imprima con paredes delgadas y rígida cuando se imprima con paredes más gruesas. Esto se presta bien para producir componentes como bisagras vivas con partes rígidas y juntas flexibles.
  
  
• Dado que las piezas impresas en nailon suelen tener un buen acabado superficial, se requiere menos procesamiento posterior.
  
  
• Combinada con tecnologías de lecho de polvo como SLS y Multi Jet Fusion, la impresión 3D con nailon se puede utilizar para crear piezas móviles y entrelazadas. Esto elimina la necesidad de ensamblar componentes impresos individualmente y permite producir objetos muy complejos con mayor rapidez.

• Como el nailon es hidroscópico, lo que significa que absorbe líquidos, las piezas se pueden colorear fácilmente en un baño de tinte después de la producción.

¿Qué tecnología elegir?

Los compuestos a base de nailon y poliamida funcionan mejor con tecnologías de impresión 3D de lecho de polvo como la sinterización selectiva por láser (SLS) y Multi Jet Fusion (MJF), y hay muchos tipos diferentes disponibles en el mercado. Los materiales de nailon también pueden venir en forma de filamentos para impresoras 3D FDM. Sin embargo, debido a las altas temperaturas de impresión y los problemas de deformación, puede resultar más difícil utilizar filamentos de nailon con FDM.

SLS

Los polvos de nailon se utilizan ampliamente en el proceso de impresión SLS, siendo la poliamida 11 (PA11) y la poliamida 12 (PA12) las dos poliamidas más utilizadas. PA11 tiene una gran resistencia a los rayos UV y al impacto, mientras que PA12 ofrece una mayor resistencia y rigidez. También existe una amplia gama de compuestos como vidrio, fibra de carbono y poliamidas reforzadas con aluminio, que ofrecen propiedades mecánicas aún más mejoradas. Actualmente, SLS es la tecnología más confiable para la impresión 3D con nailon, aunque la tecnología Multi Jet Fusion ofrece mayor velocidad y mejor precisión dimensional.

Multi Jet Fusion

La tecnología Multi Jet Fusion de HP es compatible con una gama de materiales de impresión 3D de nailon, a saber, PA11, PA12 y cuentas de vidrio PA 12 de alta reutilización 3D de HP (material de poliamida relleno de perlas de vidrio al 40%). Los polvos de nailon para MJF son altamente reutilizables, ya que el polvo sobrante (hasta un 70%) puede reciclarse y reintroducirse en el proceso de impresión sin comprometer las propiedades mecánicas de su pieza.

Modelado de deposición fusionada

Si bien FDM se puede utilizar para la impresión 3D de nailon, el nailon requiere temperaturas de impresión superiores a las que pueden soportar muchas extrusoras FDM. En comparación con SLS y MJF, los filamentos de nailon para FDM no se utilizan tanto en aplicaciones industriales, pero, no obstante, existen varias impresoras 3D FDM en el mercado que están optimizadas para este caso de uso. Markforged, por ejemplo, ofrece su material Onyx patentado. Onyx, un compuesto de nailon y fibra de microcarbono, produce piezas resistentes y tolerantes al calor adecuadas para aplicaciones de uso final y se dice que es 1,4 veces más resistente y rígido que las piezas de ABS.

Consejos para la impresión 3D con nailon

Para FDM :

• Dado que el nailon absorbe la humedad, los filamentos de nailon húmedos pueden producir resultados no deseados, como mala adherencia de la capa y rugosidad de la superficie. Por eso es fundamental almacenar los filamentos de nailon en recipientes herméticos secos y asegurarse de que el material esté seco antes de imprimir. También es una buena práctica secar el filamento de nailon en el horno entre 70 ° C y 80 ° C durante cuatro a seis horas.
• Dado que las temperaturas de impresión promedio para filamentos de nailon son de 240 grados o más, algunas impresoras 3D FDM pueden no ser adecuadas para temperaturas tan altas. Por lo tanto, es recomendable verificar la temperatura máxima del extrusor en su impresora FDM antes de usar filamentos de nailon.
• Dado que el nailon es propenso a deformarse, se recomienda precalentar la plataforma de impresión para evitarlo.

Para SLS y MJF:

• Para la impresión 3D SLS y MJF, las piezas de nailon necesitarán un grosor de pared de al menos 1 mm. Al diseñar bisagras vivas, asegúrese de que el grosor mínimo de la pared sea de 0,3 mm y 0,5 mm para SLS y MJF respectivamente.
• Se recomienda encarecidamente no diseñar piezas grandes y planas cuando se trabaja con nailon en procesos de lecho de polvo debido a las altas posibilidades de deformación.
• Dado que el nailon permite crear piezas móviles y entrelazadas, es fundamental garantizar que el espacio entre las piezas impresas juntas sea de al menos 0,5 mm.
• Es recomendable eliminar el polvo de nailon atrapado dentro de la pieza, especialmente para piezas con paredes de más de 20 mm de grosor. Para ahorrar material y evitar deformaciones, asegúrese de tener en cuenta al menos dos orificios de escape en el diseño para ayudar a eliminar fácilmente el polvo después de la impresión.

Aplicaciones para impresión 3D de nailon

El nailon es la elección perfecta para diversas aplicaciones, incluidos los encajes repetitivos, las bisagras y los engranajes. Tanto la industria aeroespacial como la automotriz han adoptado las flexibilidades del nailon para producir herramientas, plantillas y accesorios personalizados, así como prototipos para paneles interiores, componentes de entrada de aire de baja temperatura y cubiertas de antenas. Las piezas de nailon también se pueden encontrar en las aeronaves:por ejemplo, la empresa estadounidense Metro Aerospace ha impreso recientemente microvaletas de nailon rellenas de vidrio impresas en 3D diseñadas para reducir la resistencia. A través de este proceso de impresión 3D, Metro Aerospace ha podido garantizar la consistencia de sus componentes de grado de vuelo, lo que facilita la obtención de la aprobación de la FAA.

En el sector médico, el nailon se puede utilizar para la creación de prototipos. y la creación de modelos anatómicos educativos, además de producir piezas de uso final médico. La polimida Ultramid de BASF se ha utilizado recientemente para producir encajes protésicos personalizados impresos en 3D. La poliamida, reforzada con fibra de carbono, aseguró que la prótesis se mantuviera fuerte y ligera.

No es solo en los sectores industriales donde se utiliza la impresión 3D de nailon. Aumentando rápidamente su uso de la impresión 3D, la industria de bienes de consumo también está dando un buen uso al nailon. Desde fundas para teléfonos hasta gafas personalizables, el nailon ofrece una opción flexible en una amplia gama de aplicaciones. Un caso reciente son los cepillos de rímel impresos en 3D de Chanel, creados con poliamida en polvo, utilizando tecnología SLS.

Para resumir

La impresión 3D de nailon presenta una amplia gama de beneficios para los diseñadores e ingenieros industriales, creando piezas con buenas propiedades mecánicas adecuadas tanto para la creación de prototipos funcionales como para el uso final. Los avances materiales significan que otras tecnologías se están poniendo al día rápidamente. Por ejemplo, al fomentar la colaboración, la plataforma abierta de HP tiene como objetivo impulsar la adopción de la impresión 3D de nailon con tecnología MJF. En el lado FDM, los filamentos de nailon adaptados a la tecnología también están en constante mejora.