導入
カプロラクタムに由来する半結晶ポリアミドであるナイロン6は、その優れた機械的特性、熱安定性、および耐薬品性により、産業用途で広く使用されています。添加剤の製造技術が進化するにつれて、3D印刷でナイロン6のようなエンジニアリンググレードの熱可塑性プラスチックの使用が関心を集めています。ただし、3Dプリンティングナイロン6は、その材料行動のために特定の課題を提示します。この記事では、3D印刷におけるナイロン6の実行可能性、制限、および可能性を詳細に検討します。
1。ナイロン6の理解：材料特性
ナイロン6は、高い引張強度、耐衝撃性、優れた耐摩耗性を提供します。重要な特性は次のとおりです。
融点：〜220〜225°C
ガラス遷移温度（TG）：〜50°C
水分吸収：体重ごとに最大9％
機械的挙動：良好な靭性と疲労抵抗
化学耐性：油、溶媒、およびほとんどの化学物質に対して強い
これらの特性により、ナイロン6は機械部品、ギア、ベアリング、構造コンポーネントに最適です。
2。3D印刷ナイロン6の課題6
ナイロン6はエンジニアリングの目的で有利ですが、3D印刷には本質的に最適化されていません。主な課題には次のものがあります。
a）高い反りと収縮
ナイロン6は有意な結晶化度を示し、冷却中に実質的な熱収縮をもたらします。
加熱されたチャンバーと適切な印刷環境がなければ、部品は剥離またはゆがんでいる場合があります。
b）水分感度
ナイロン6は吸湿性があり、空気からすぐに水分を吸収します。
わずかな湿気でさえ、押し出し中の加水分解のために印刷品質が低下する可能性があり、泡立ちと弱い層を引き起こします。
c）印刷温度が高い
通常、押し出しには250〜270°Cの温度が必要です。
これには、90〜110°Cを維持できるすべての金属のホットエンドとプリントベッドが必要です。
3。技術ソリューションと材料革新
これらの制限を克服するために、いくつかの進歩により、ナイロン6は加算産物にアクセスしやすくなりました。
a）材料ブレンドと共重合体
メーカーは、印刷可能性を改善し、反りを減らし、寸法の安定性を高めるために、ナイロン6ブレンド（ガラス繊維、炭素繊維、またはエラストマーなど）を作成します。
ナイロン6/6とナイロン12は、水分の吸収が低下し、収縮が減少するため、代替品として使用されることがあります。
b）乾燥および保管システム
フィラメントは、使用する前に徹底的に乾燥させる必要があります（通常は6〜8時間）80°C）。
現在、特殊なフィラメントドライヤーと密閉された貯蔵溶液が一般的に使用されています。
c）加熱チャンバーと高度なFFFプリンター
加熱されたビルドチャンバーを備えた産業用グレードのFFF（融合フィラメント製造）プリンター周囲温度を制御することにより、反りを緩和します。
囲まれたプリンターとプリントベッドは、接着補助具（PVA接着剤、PEIシートなど）を備えた層結合と部分安定性を高めます。
4。ナイロン6の3D印刷方法
a）融合フィラメント製造（FFF/FDM）
ナイロン6の最もアクセス可能な方法。
摩耗による繊維強化バリアントの硬化ノズルが必要です。
b）選択的レーザー焼結（SLS）
ナイロン6パウダーフォームにより適しています。
複雑なジオメトリを可能にし、サポート構造を排除します。
優れた機械的特性と等方性を提供します。
c）材料押し出し革新
マルチマテリアルシステムにより、PVAやブレイクアウェイサポートなどのサポート資料を備えたナイロン6を印刷できます。
マルチゾーン加熱ノズルがフロー制御を改善します。
5。産業用アプリケーション
堅牢なパフォーマンスのおかげで、3Dプリントされたナイロン6は次の使用を見つけます。
自動車：フード下のコンポーネント、ダクト、クリップ
航空宇宙：ブラケット、エンクロージャー、キャビンコンポーネント
製造：ジグ、備品、ツール、および最終用途の部品
消費財：高性能ギア、スポーツ用品、ウェアラブル
6.成功したナイロン6印刷のためのベストプラクティス
プレドライフィラメント：専用ドライヤーを使用するか、80°Cで少なくとも6時間焼きます。
プリンターのセットアップ：加熱チャンバー（≥60°C）、ホットエンド（≥260°C）、およびベッド（≥100°C）で囲まれたプリンターを使用します。
印刷速度：中程度の速度（30〜60 mm/s）層の接着を確保します。
最初の層の接着：接着剤スティック、PEIシート、またはガロライトビルド表面を使用します。
後処理：アニーリングパーツは、強度を高めるためにナイロン6をさらに結晶化させることができます。
結論
ナイロン6は実際に3D印刷することができますが、慎重な材料の取り扱いと特殊な機器が必要です。フィラメント製剤、プリンター技術、および材料科学の最近の進歩により、プロの添加剤の製造ワークフローでナイロン6を使用することがますます実行可能になりました。機能的なプロトタイプまたはエンド使用コンポーネントの高性能材料を必要とする産業の場合、ナイロン6は説得力のあるオプションを提示します。
