Нейлон без наполнителя: PA6, PA11, PA12 и сополимеры

Короткий ответ

«Нейлон» - это семейство полиамидов (PA), а не один пластик. PA6, PA11, PA12 и сополимеры различаются по влагопоглощению, жёсткости, ударной вязкости, усадке и теплостойкости. Выбирать нужно конкретную марку по TDS (англ. technical data sheet - паспорт материала с характеристиками и режимами), а не по общему слову «нейлон» на катушке.

Ненаполненный PA берут, когда деталь должна гнуться и не ломаться: защёлки, шарниры, втулки, шестерни, рукоятки инструмента. Общее у всех марок одно - полиамид жадно тянет влагу из воздуха, а сырой пруток печатает с треском, паутиной и пузырями. Поэтому сушка и хранение в сухой среде - обязательное условие, а не опция.

Чем ненаполненный PA отличается от PA-CF

Когда говорят «нейлон для печати», часто имеют в виду PA-CF - полиамид с углеволокном. Он жёстче, лучше держит форму под нагрузкой и печатает чище, но платит за это хрупкостью: от удара такая деталь может расколоться. Ненаполненный PA устроен наоборот - он вязкий и тягучий, сначала деформируется, потом возвращается в форму. Для шестерни, защёлки или рукоятки это обычно важнее жёсткости.

Свойство Ненаполненный PA (PA6/PA11/PA12) PA с углеволокном (PA-CF)
Жёсткость Ниже, деталь пружинит Выше, держит форму под нагрузкой
Ударная вязкость Высокая, гнётся не ломаясь Ниже, может расколоться от удара
Износ сопла Обычному соплу хватает основы Нужно износостойкое (стальное, закалённое)
Где уместен Защёлки, шарниры, втулки, рукоятки Жёсткие кронштейны и рамки под нагрузкой

Оговорка: конкретный продукт может содержать другие добавки помимо основы, поэтому износ сопла и режимы всё равно сверяй по паспорту, а не по этой таблице.

Про угленаполненный вариант - в отдельной статье PA-CF. Про то, какое сопло держит абразив - материалы сопел.

Три марки и сополимеры

Полиамиды похожи внешне, но ведут себя на принтере и в эксплуатации по-разному. Главное отличие между ними - сколько воды они впитывают.

PA12 - самый предсказуемый. Влагопоглощение низкое (у производителей полиамидов PA12 и PA11 обычно указывают около 0,25-0,5%), поэтому катушка стабильнее держит размеры и меньше коробится. Прочность чуть ниже PA6, но в большинстве бытовых и мастерских задач разницы Вы не заметите. Разумная марка для первого знакомства с нейлоном.

PA6 - прочнее и жёстче PA12, выше теплостойкость. Но и капризнее: PA6 впитывает воду в разы активнее (производители указывают до примерно 3% против долей процента у PA12), сильнее коробится и чаще расслаивается. Ему нужен принтер с закрытой камерой, активная сушка и опыт.

PA11 - биобазовый нейлон, его основу делают из касторового масла. По влагопоглощению близок к PA12 (низкое), но обычно мягче и пластичнее - подходит там, где деталь должна амортизировать удар. На российском рынке встречается реже.

Сополимеры (например CoPA) - смеси нескольких полиамидов. Свойства и режимы у них плавают шире всего, поэтому здесь особенно бессмысленно опираться на общие таблицы - только TDS. По официальным данным производителя для сополимера PolyMide CoPA указаны сопло 250-270 °C, стол 25-50 °C, сушка при 100 °C около 8 часов и последующий отжиг 80 °C около 6 часов. Эти цифры относятся только к CoPA и не являются таблицей для любого PA.

Практический ориентир по выбору:

Влага меняет и печать, и деталь

Полиамиды впитывают воду из обычного воздуха мастерской. Это влияет и на процесс печати, и на свойства готовой детали: набравший влагу материал становится более вязким и менее жёстким. Поэтому в TDS важно смотреть, при каком состоянии образца измеряли характеристики - сухом, кондиционированном или после отжига.

Когда сырой пруток попадает в горячее сопло, вода в нём мгновенно вскипает и рвёт экструдат изнутри. Признаки, что катушка набрала влагу:

Что делать:

  1. Сушить перед печатью. Ориентир: PA12 сушат мягче (около 70-80 °C), PA6 - выше и дольше (около 80-90 °C, дольше по времени из-за большего влагопоглощения). Точные температуру и время берите из TDS своей катушки: перегрев тоже вредит.
  2. Держать сухой во время печати. Катушка живёт в сухой среде (герметичный бокс с силикагелем, при необходимости с подогревом). Открытый держатель для нейлона - плохая идея.
  3. Хранить сухо между печатями. Вакуумный пакет с влагопоглотителем, а не открытая полка.

Подробно про сушку и оборудование - в статье сушка филамента.

Настройки печати: ориентиры, а не закон

Ниже - типичные диапазоны, от которых удобно отталкиваться. Это ориентиры: точные значения всегда берите из TDS конкретной катушки и уточняйте температурной башенкой.

Температура сопла. Для PA12 у разных брендов встречается примерно 240-280 °C (например, у Prusa для их PA12 указано 240-270 °C, у некоторых - до 280 °C). PA6 и сополимеры часто требуют выше. Шипит и пенится - пересушите и сбросьте несколько градусов; слои не слипаются - добавьте и снизьте скорость.

Температура стола. Частый диапазон для PA12 - около 70-90 °C с подходящей адгезией (клей, текстурированный PEI). Но не для всех марок: некоторые специальные нейлоновые составы печатают на относительно холодном столе (у CoPA выше указано 25-50 °C). Поэтому правило «нейлону всегда нужен максимально горячий стол и камера» неверно.

Камера. Многие нейлоны сильно коробятся при остывании, особенно крупные детали, - им помогает закрытая или подогретая камера. Но, как видно из примера с CoPA, часть составов горячую камеру наоборот не любит. Проверяйте по паспорту марки.

Обдув. У ненаполненного PA обдув обычно минимальный или выключен: чем сильнее обдув, тем хуже спекаются слои. Немного обдува оставляют только под нависающие элементы.

Стенки и заполнение. Для функциональных деталей есть смысл в 3-4 периметрах и заполнении gyroid (трёхмерная решётка) - тонкие стенки теряют главное свойство нейлона, ударную вязкость.

Первый слой и юбка. Нейлон охотно отрывается от стола, поэтому brim (юбка из нескольких дополнительных линий вокруг детали) на высоких деталях почти обязателен.

Оборудование - что проверить заранее

Прежде чем ставить нейлон, проверьте:

Где ненаполненный PA силён

Сценарии, где ненаполненный полиамид обычно выигрывает у PETG и ABS:

Где ненаполненный PA слабее: точные размеры (усадка полиамидов заметная, калиброванную геометрию ведёт), декоративные гладкие поверхности, детали, которым нужна именно жёсткость под сжатием - там уместнее PA-CF.

Проверка готовой детали

Техническая таблица помогает выбрать кандидата, но не сертифицирует Вашу модель. Перед тем как ставить деталь в работу:

Чеклист перед печатью нейлоном

Связанные статьи