Explorando PA12 (Nylon 12): propiedades, aplicaciones y perspectivas de la industria

Las nailons son una clase común de plásticos que existen desde la década de 1930. Son un polímero poliamida tradicionalmente usado en varios procesos comunes de fabricación de plásticos para películas plásticas, recubrimientos metálicos y tuberías para petróleo y gas, entre otras cosas. En general, los nailons son inmensamente populares para aplicaciones aditivas debido a su procesabilidad, como se refiere en el informe anual State of 3D Printing 2017. En general, los nailons son inmensamente populares para aplicaciones aditivas debido a su procesabilidad, como se refiere en el informe anual State of 3D Printing 2017.

Propiedades del Nylon 12

PA 12 (también conocido como Nylon 12) es un buen plástico de uso general con amplias aplicaciones aditivas y es conocido por su tenacidad, resistencia a la tracción, resistencia al impacto y capacidad de flexionarse sin fracturarse. PA 12 ha sido usado durante mucho tiempo por los moldeadores por inyección debido a estas propiedades mecánicas. Y más recientemente, PA 12 ha sido adoptado como un material común de impresión 3D para crear piezas funcionales y prototipos. Si está considerando convertir piezas de metal a plástico, asegúrese de evaluar primero las condiciones de operación, casos de carga, niveles aceptables de fluencia/fatiga y especificaciones sobre resistencia química y UV.

Se usa en modelado por deposición fundida (FDM) como filamento, y en procesos de chorro de aglutinante, como HP® Multi Jet Fusion (MJF), como polvo. Se han desarrollado formas propietarias de PA 12 para ambas tecnologías aditivas. HP®, por ejemplo, creó HP® 3D High Reusability PA 12 para uso en su proceso MJF. Stratasys ha desplegado su propio filamento FDM llamado FDM Nylon 12™. Y otros se están uniendo también, lanzando sus propias variaciones propietarias de PA 12 (como Nylon G de MatterHackers).

Aquí explicaremos las diferencias entre PA 12 / Nylon 12 genérico usado en moldeo por inyección y los materiales PA 12 propietarios de Stratasys y HP®. Luego entraremos en los detalles de cómo se usa PA 12 en FDM y MJF.

FDM y Nylon 12™

FDM Nylon 12™ viene en una bobina de filamento, que se calienta y extruye a través de la boquilla de la impresora durante el proceso de impresión, y se usa específicamente en impresoras FDM de Stratasys.

Similar a otros procesos FDM, los soportes para características voladizas necesitan incorporarse en el diseño de la pieza. Afortunadamente, muchas impresoras FDM pueden acomodar dos cabezales de extrusión diferentes: uno para el Nylon 12 y otro para el material de soporte. El material de soporte, como PVA soluble en agua, está diseñado para ser fácilmente removido después de que la impresión esté completa.

Especificaciones mecánicas para HP PA 12

Resistencia a la tracción, XYZ: 48 MPa/6960 psi
Módulo de tracción, XY: 1700 MPa/247 ksi
Módulo de tracción, Z: 1800 MPa/261 ksi
Elongación a rotura, XY: 20%
Resistencia al impacto IZOD: 3.5 k J/m²
Deflexión por calor (@0.45 MPa, 66 psi), XY: 175 °C/347 °F

Lea la hoja de datos técnica de HP® PA 12 para más detalles.

MJF y HP® 3D High Reusability Poliamida 12

HP® 3D High Reusability Poliamida 12 (HP® PA 12) es una forma específica de PA 12 diseñada para HP® MJF. Viene en un polvo granular fino que puede imprimir piezas con alta resolución y características finas.

Los clientes a menudo seleccionan el proceso MJF debido a su naturaleza auto-soportante, que permite a los ingenieros de diseño la libertad de superar límites e imprimir geometrías complejas e intrincadas. Esto también permite la capacidad de imprimir ensamblajes en piezas únicas y continuas.

El gran volumen de construcción de HP® MJF también permite fabricar piezas más grandes (HP® MJF puede hacer piezas con dimensiones de hasta 16 pulgadas por 12 pulgadas por 16 pulgadas). Después de la impresión, las piezas deben ser removidas de la cama de polvo no fundido, lo que requiere algún post-procesado y debería ser una consideración para los ingenieros al pensar en costes. A diferencia de FDM, MJF produce materiales casi isotrópicos con diferencia mínima de rigidez en la dirección de impresión.

Por qué usar HP® PA 12

HP® PA 12 es un gran material para piezas que necesitan equilibrar tenacidad y precisión dimensional con detalles intrincados. Fast Radius usa HP® PA 12 para imprimir piezas casi isotrópicas con resoluciones de superficie finamente ajustadas, densidades más altas y porosidades más bajas. Texturizado, coloreado, relieve y grabado también son posibles.

La densidad de casi el cien por cien del material significa que su rendimiento mecánico emula al de PA 12 genérico, que se usa comúnmente para aplicaciones de moldeo por inyección. Dependiendo de la rigurosidad de sus requisitos de material, HP® PA 12 incluso puede reemplazar un grado de moldeo por inyección de ABS.

Aplicaciones populares

La tenacidad de HP® PA 12 lo hace una gran opción para piezas que requieren materiales flexibles que no se rompan o agrieten por uso repetido. Algunas aplicaciones populares incluyen:

• Cierres a presión
• Carcasas
• Herrajes de montaje para envolventes exteriores
• Inserciones roscadas
• Piezas sujetas a vibración
• Piezas cinéticas
• Utillajes y fijaciones

La densidad de HP® PA 12 es similar a plásticos comunes, como ABS. Sin embargo, la flexibilidad que ofrece el diseño para fabricación aditiva (DFAM) le permite producir piezas fuertes y duraderas que son más ligeras que los componentes plásticos fabricados tradicionalmente. De hecho, la alta resistencia a la fatiga del material (es decir, su capacidad para soportar ciclos de carga repetitivos y vibración) lo hace un gran ajuste para piezas en las industrias aeroespacial y automotriz.

Consideraciones de sostenibilidad y coste de HP PA 12

HP® PA 12 está diseñado para minimizar residuos, permitiendo que el polvo sobrante de una construcción se use en construcciones subsiguientes. Esto nos permite usar 20% de polvo nuevo y 80% de polvo reciclado en cada tirada de impresión. Reciclar HP® PA 12 no solo disminuye el desperdicio de material, sino que también mantiene economías de escala razonables, dándole el mejor precio de material.

Consideraciones de diseño y operativas

HP® PA 12 no está restringido por muchas reglas de diseño porque las preocupaciones con voladizos y tamaño de conicidad no aplican. Una consideración importante es diseñar ventilaciones para cavidades internas para evitar que el polvo quede atrapado.

El post-procesado comienza con la remoción de exceso de polvo. Los operadores soplarán la pieza final con aire o medios antes de que pueda someterse a acabado superficial. HP® PA 12 viene en un color gris estándar, sin embargo, si se desea, los clientes pueden pasar sus piezas por un proceso de teñido para cambiar el color a negro. También puede pintar piezas con HP® PA 12 con cualquier color que necesite.

Cuándo esperar su pieza

HP® PA 12 puede funcionar dentro de nuestro plazo de entrega estándar de cinco a siete días hábiles. Fast Radius incluso puede completar una impresión en tres días hábiles para pedidos urgentes o construcciones más pequeñas. En general, MJF puede imprimir 251 pulgadas cúbicas de una pieza por hora. Para perspectiva, si un volumen de impresión HP® está completamente empaquetado, el tiempo de construcción podría estar cerca de 17 horas.

El enfriamiento post-impresión debe considerarse, lo que puede tomar de tres a 50 horas. Como regla general, construcciones más pequeñas y menos polvo significan períodos de enfriamiento más rápidos. Afortunadamente, HP® ha tenido en cuenta esto y proporciona una estación de post-procesado secundaria que puede enfriar rápidamente cualquier pieza en diez horas o menos si es necesario.

Si está interesado en desafiar las "reglas" de diseño para crear productos previamente imposibles de fabricar, le recomendamos usar HP® PA 12. Contacte a nuestro equipo para ver cómo HP® PA 12 puede dar vida a su visión de producto.

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