Nylon de impresión 3D: ¿Es posible la impresión 3D de nylon?

Hablando de los materiales con los que un usuario de tecnología de impresión 3D puede imprimir en 3D, el nailon es un material que destaca. El nailon no solo es uno de los materiales más populares para la impresión 3D profesional, sino que también tiene una amplia gama de aplicaciones.

Un crédito a las dos cosas mencionadas anteriormente va a las propiedades únicas que posee. Para la impresión 3D, Nylon consiste en fabricar piezas y prototipos funcionales de forma sencilla y económica.

En este artículo, hablaremos sobre cómo se puede utilizar el nailon como material que se puede imprimir en 3D. Se dice que Nylon puede imprimir utilizando muchas tecnologías de impresión 3D diferentes, como la fusión por deposición fundida, la sinterización selectiva por láser y la fusión Multijet.

Químicamente, el nailon es una poliamida que se encuentra en las variantes PA 11 y PA12. Es un material muy fuerte y duradero que ofrece flexibilidad hasta cierto punto entre las paredes delgadas.

Otra característica del Nylon es que tiene un alto punto de fusión y un coeficiente de fricción muy bajo, por lo que se utiliza en la impresión 3D de engranajes funcionales.

Una propiedad del nailon que le ayuda a ser uno de los materiales más populares para imprimir en 3D es que es higroscópico, es decir, absorbe la humedad.

Es más fácil imprimir piezas en 3D y prototipos funcionales con tintes de tela e impresiones en aerosol para alterar la estética de la pieza final o prototipo.

Por otro lado, esta misma característica que hace popular al nailon también lo hace propenso a absorber la humedad del aire y afecta su rendimiento general.

Comencemos por ver la configuración de la impresora que necesita al imprimir con Nylon en varias tecnologías de impresión 3D.

Para imprimir nailon en 3D con tecnología FDM

Filamento de nailon

Crédito: villageplastics.com

Antes de leer sobre cómo imprimir Nylon con tecnología FDM, hagamos un breve resumen sobre cómo es posible imprimir con tecnología FDM. Entre los muchos métodos utilizados para la impresión 3D de materiales, Fused Deposition es el más popular.

Modelado por deposición fundida

Las piezas y los prototipos funcionales que se crean utilizando una impresora basada en tecnología FDM son simplemente archivos CAD. Para imprimir utilizando un archivo CAD, el archivo de modelado debe tener una extensión que suele ser STL.

Al imprimir una pieza o un prototipo funcional utilizando la tecnología FDM, no solo necesita diseñar la pieza exacta o el prototipo funcional que necesita imprimir.

Debe diseñar algo adicional, es decir, la estructura de soporte, que es algo que sostiene el objeto mientras se imprime en 3D.

A medida que se inicia el proceso de impresión, los materiales con los que se va a imprimir la pieza o prototipo funcional están presentes en forma de hilos plásticos que generalmente se denominan filamentos.

Se desenrollan de una bobina y luego se alimentan a través de una boquilla de extrusión. Lo que hace la boquilla es que derrite los filamentos y luego los extruye a una base que se llama plataforma de impresión.

Durante este proceso, la boquilla y la base de la impresora son controladas por una computadora que le da instrucciones basándose en las dimensiones del objeto que se va a imprimir en las coordenadas X, Y y Z para que la boquilla y la base sigan durante la impresión.

Es la boquilla de extrusión que se mueve sobre la plataforma de impresión en la dirección X e Y la que conduce al trazado de una línea de una sección transversal del objeto que se va a imprimir en la plataforma.

Esta línea, que es una capa de plástico, se enfría y se endurece inmediatamente y se adhiere a la capa debajo de ella. Después de completar una capa, la base se baja, dejando espacio para la siguiente capa de plástico. Aquí están las mejores impresoras 3D FDM.

Configuración de la impresora al usar Nylon en la impresión FDM 3D

Como se mencionó anteriormente, el nailon es higroscópico, lo que significa que puede absorber la humedad del aire. Por lo tanto, el nailon debe almacenarse en un lugar seco con gel de sílice. Se ve en la práctica que el nailon absorbe alrededor del 10 por ciento de su peso en agua.

Por lo tanto, cuando el nailon se calienta, es decir, durante el proceso de impresión, la humedad en su interior estalla y afecta la adhesión del lecho y la capa, generando un acabado superficial rugoso.

Debido a esta condición, el nailon debe secarse antes de imprimirse en 3D. Y la mejor precaución para asegurarse de obtener una impresión exitosa es el secado al horno.

Otro problema con el nailon es la deformación. Para resolver este problema en cierta medida, se necesita una cama calefactora para la impresión 3D de Nylon.

Tendrá que aplicar pegamento a la superficie de la cama calefactora y esto aseguraría una impresión sin problemas de deformación.

También se recomienda no utilizar ventiladores de refrigeración. La forma más fácil de secar el filamento, no solo el nailon, sino cualquier filamento, es hornearlo en un horno de convección.

También aquí, el horno debe precalentarse antes de insertar un carrete para secar. Después de establecer una temperatura de precalentamiento para el horno e insertar filamentos una vez alcanzada, asegúrese de que la temperatura esté bien ajustada.

Para imprimir Nylon en 3D, la temperatura de precalentamiento requerida es de 70 a 80 grados Celsius y para hacer esto, el tiempo requerido es de cuatro a seis horas.

Después de realizar este procedimiento, el filamento de nailon debe retirarse y almacenarse en un recipiente hermético.

El ajuste de la temperatura es una de las cosas más importantes porque, de lo contrario, terminará quemando todo el carrete.

Para imprimir nailon en 3D con tecnología SLS

Para imprimir nailon en 3D con tecnología SLS

Crédito: 3dprint.com

La sinterización selectiva por láser, como su nombre indica, utiliza láser para cumplir un propósito. Antes de conocer la configuración de impresión general que debe tenerse en cuenta al imprimir Nylon con ella, conozcamos brevemente la tecnología.

Sinterización por láser selectiva

Como se mencionó anteriormente en la sección de fusión por deposición fundida, el proceso comienza con un archivo de diseño asistido por computadora que debe convertirse en el formato .STL, al igual que en el caso de la tecnología SLS.

Entre los muchos objetos que se imprimen con tecnología SLS se encuentran los materiales en polvo, que en su mayoría son plásticos como el nailon, etc. Estos materiales en polvo se dispersan formando una capa delgada sobre la plataforma de impresión de las impresoras.

Una vez que se realiza la dispersión, viene el papel del láser. Un láser controlado por computadora le dice qué objeto se va a imprimir, después de lo cual se traza la primera capa del objeto sobre la base de la impresora.

Aquí, la función del láser es calentar el polvo justo por debajo del punto de ebullición o por encima de él. Hacer esto fusiona las partículas del polvo con el que está dispuesto a imprimir en 3D en la parte de un prototipo funcional.

Tan pronto como se forma la capa inicial de la pieza o prototipo funcional, la plataforma de impresión de la impresora SLS 3D desciende normalmente por una medida inferior a 0,1 mm.

Esto expone el láser a una nueva capa de polvo que luego se debe rastrear y fusionar. Este es el proceso que se continúa una y otra vez hasta que se ha impreso todo el objeto.

Configuración de la impresora al usar Nylon en la impresión SLS 3D

Si FDM fue la tecnología más utilizada para la impresión 3D, SLS es la más adecuada. Para imprimir Nylon en 3D, debe usar su PA 11, PA 12 o como materiales compuestos como Nylon relleno de fibra de carbono y relleno de vidrio.

Sin embargo, según los informes, el Nylon PA 11 es más flexible que el PA 12. El beneficio que tiene este último que el primero es que tiene propiedades mecánicas completas que son ideales para la realización de prototipos funcionales.

Al imprimir utilizando la técnica de impresión SLS 3D, el nailon se utiliza como polvo de entrada para producir grandes impresiones con excelentes propiedades de material.

La tolerancia de referencia para las impresoras SLS es de 0,3 mm más o menos. El espesor de la pared debe ser de 0,7 mm y la altura de la capa en el rango de 80 a 120 micrómetros.

Para imprimir nailon en 3D con Multi Jet Fusion

Nylon Multi Jet Fusion

Crédito: Forecast3d.com

Antes de leer sobre las configuraciones recomendadas que se necesitan para imprimir Nylon en 3D en la tecnología Multijet Fusion, debes conocer un poco sobre la tecnología, por lo que te la explicaremos brevemente.

Tecnología MultiJet Fusion

Esta tecnología es un proceso de impresión 3D de lecho de polvo desarrollado por HP. En esta tecnología, hay un agente que se adhiere al polvo en un proceso similar al chorro de aglutinante.

Aunque esto no se hace de manera similar a los sistemas de fusión de lecho de polvo basados ​​en láser punto por punto. En esta técnica, existe la distribución selectiva de agentes de fusión y detallado por todo el lecho de impresión de polvo.

Posteriormente, las capas se fusionan mediante luz infrarroja. El sistema completo incluye el intercambio de unidades de impresión que se pueden mover entre las impresoras 3D de fusión multichorro y las estaciones de posprocesamiento.

Esto se hace para un enfriamiento rápido y remoción de polvo. El sistema modular permite que la impresora y las estaciones de posprocesamiento funcionen de forma continua mientras las unidades de fabricación se desplazan, acelerando la producción de piezas.

El cabezal de impresión de la impresora de fusión de chorro múltiple deposita gotas de agente aglutinante y agente de detalle en toda la capa de polvo de polímero en un lecho precalentado.

El aglutinante sirve como tinta que absorbe el calor al hacer que el polvo que aglutina sea un poco más propenso a derretirse. En esta técnica, cada capa se fusiona usando luz infrarroja para derretir las áreas retenidas por el agente aglutinante de una vez.

Mientras tanto, en el lugar donde se ha depositado el agente de detalle, un efecto de enfriamiento proporciona bordes nítidos alrededor del área derretida. Esto evita que el baño de fusión se derrame en el polvo suelto.

El polvo se distribuye encima de cada capa sólida. El mismo proceso se repite hasta que se completa la pieza. El punto a tener en cuenta aquí es que el polvo sostiene las piezas a medida que crecen; por lo que las estructuras de soporte no son necesarias.

Debido a esto, los usuarios pueden tener una mayor libertad de diseño y también les permite producir grandes cantidades a la vez.

Configuración de la impresora mientras se usa Nylon en la fusión Multijet

La técnica Multi JetFusion ofrece muchos materiales de impresión 3D de nailon. Comenzando con HP 3D High Reusability PA 12. Este material se utiliza idealmente para producir piezas resistentes y de calidad al menor precio por pieza utilizando la técnica de fusión de chorro múltiple.

En segundo lugar, las perlas de vidrio HP 3D de alta reutilización PA 12 son un material que se utiliza idealmente para producir piezas rígidas, de bajo precio y de calidad.

Seguido de HP 3D High Reusability PA 11, que es un material que se utiliza idealmente para producir piezas dúctiles y de calidad al menor precio por pieza.

En segundo lugar, por último, tenemos HP 3D High Reusability PA 12, que se afirma que cumple con REACH, es decir, registro, evaluación, autorización y restricción de productos químicos.

REACH es un reglamento de la Unión Europea que trabaja en la mejora y protección de la salud humana y el medio ambiente de los riesgos que plantean los productos químicos. Y, por último, tenemos HP 3D High Reusability PA 12 que es biocompatible y cumple con RoHS.

La conclusión

Cabe señalar aquí que para imprimir una pieza o un prototipo funcional usando Nylon, no necesariamente necesita el equipo, es decir, impresora y Nylon.

Para imprimir Nylon en 3D, también puede utilizar los servicios online que están disponibles en varios sitios web, es decir, para imprimir cualquier material utilizando cualquier técnica y cualquier impresora. Las plataformas online como Shapeways, Sculpteo o I. Materialise pueden permitirte hacerlo.

Y no tenga dudas sobre la calidad o confiabilidad de estas plataformas online. Algunas de estas plataformas son propiedad de empresas que fabrican impresoras 3D en el mercado.

Y con eso, han abierto estas plataformas para asegurar que el usuario de este material pueda imprimir en 3D sin límites, es decir, no necesariamente necesita tener una impresora 3D para usar una pieza impresa en 3D.

Si desea imprimir Nylon en 3D y no sabe de dónde obtener el material, existen algunas opciones como MatterHackers Nylon, Ultimaker Nylon y Nexeo Nylon en lo que respecta a la impresión de Nylon con FDM.

Para SLS, puede obtener resinas de Nylon de Alibaba y para Multijet Fusion, puede obtener Nylon de HP, que también posee la patente de la tecnología de impresión.

El nailon es un material muy adecuado para piezas y prototipos funcionales que tienen una mayor resistencia a la tracción en comparación con el PLA, que es uno de los materiales más populares para la impresión 3D.