Explorer le PA12 (Nylon 12) : propriétés, applications et insights industriels

Les nylons sont une classe courante de plastiques qui existent depuis les années 1930. Ce sont des polymères polyamides traditionnellement utilisés dans un certain nombre de procédés de fabrication plastique courants pour les films plastiques, les revêtements métalliques et les tuyauteries pour le pétrole et le gaz — entre autres choses. En général, les nylons sont immensément populaires pour les applications additives en raison de leur procesabilité, comme référencé dans le rapport annuel State of 3D Printing 2017. En général, les nylons sont immensément populaires pour les applications additives en raison de leur procesabilité, comme référencé dans le rapport annuel State of 3D Printing 2017.

Propriétés du Nylon 12

Le PA 12 (également connu sous le nom de Nylon 12) est un bon plastique à usage général avec de larges applications additives et est connu pour sa ténacité, sa résistance à la traction, sa résistance aux chocs et sa capacité à fléchir sans fracture. Le PA 12 est utilisé depuis longtemps par les mouleurs par injection en raison de ces propriétés mécaniques. Et plus récemment, le PA 12 a été adopté comme un matériau d'impression 3D courant pour créer des pièces fonctionnelles et des prototypes. Si vous envisagez de convertir des pièces métalliques en plastique, assurez-vous d'évaluer d'abord les conditions de fonctionnement, les cas de charge, les niveaux de fluage/fatigue acceptables et les spécifications entourant la résistance chimique et UV.

Il est utilisé en modélisation par dépôt de filament fondu (FDM) comme filament, et dans les procédés de liage par jet, tels que HP® Multi Jet Fusion (MJF), comme poudre. Des formes propriétaires de PA 12 ont été développées pour les deux technologies additives. HP®, par exemple, a créé HP® 3D High Reusability PA 12 pour une utilisation dans son procédé MJF. Stratasys a déployé son propre filament FDM appelé FDM Nylon 12™. Et d'autres rejoignent également, publiant leurs propres variations propriétaires de PA 12 (telles que Nylon G de MatterHackers).

Ici, nous expliquerons les différences entre le PA 12 / Nylon 12 générique utilisé dans le moulage par injection et les matériaux PA 12 propriétaires de Stratasys et HP^®. Ensuite, nous entrerons dans les détails de l'utilisation du PA 12 en FDM et MJF.

FDM et Nylon 12™

Le FDM Nylon 12^™ vient en bobine de filament, qui est chauffé et extrudé à travers la buse de l'imprimante pendant le processus d'impression, et est spécifiquement utilisé dans les imprimantes FDM Stratasys.

Similaire à d'autres procédés FDM, des supports pour les caractéristiques en porte-à-faux doivent être intégrés dans la conception de la pièce. Heureusement, de nombreuses imprimantes FDM peuvent accueillir deux têtes d'extrusion différentes : une pour le Nylon 12 et une pour le matériau de support. Le matériau de support, tel que le PVA hydrosoluble, est conçu pour être facilement enlevé après la fin de l'impression.

Spécifications mécaniques pour HP PA 12

Résistance à la traction, XYZ : 48 MPa/6960 psi
Module de traction, XY : 1700 MPa/247 ksi
Module de traction, Z : 1800 MPa/261 ksi
Allongement à la rupture, XY : 20 %
Résistance aux chocs IZOD : 3,5 k J/m²
Déflexion thermique (@0,45 MPa, 66 psi), XY : 175 °C/347 °F

Lisez la fiche technique HP^® PA 12 pour plus de détails.

MJF et HP® 3D High Reusability Polyamide 12

HP^® 3D High Reusability Polyamide 12 (HP^® PA 12) est une forme spécifique de PA 12 conçue pour HP^® MJF. Elle se présente sous forme de poudre granulaire fine qui peut imprimer des pièces avec une haute résolution et des détails fins.

Les clients choisissent souvent le procédé MJF en raison de sa nature autoportante, qui permet aux ingénieurs de conception la liberté de repousser les limites et d'imprimer des géométries complexes et complexes. Cela permet également la capacité d'imprimer des assemblages en pièces uniques et continues.

Le grand volume de construction de HP^® MJF permet également la fabrication de pièces plus grandes (HP^® MJF peut fabriquer des pièces avec des dimensions jusqu'à 16 pouces par 12 pouces par 16 pouces). Après l'impression, les pièces doivent être retirées du lit de poudre non fondue, ce qui nécessite un certain post-traitement et devrait être une considération pour les ingénieurs lorsqu'ils pensent aux coûts. Contrairement au FDM, le MJF produit des matériaux presque isotropes avec une différence de rigidité minimale dans la direction d'impression.

Pourquoi utiliser HP^® PA 12

HP^® PA 12 est un excellent matériau pour les pièces qui doivent équilibrer la ténacité et la précision dimensionnelle avec des détails complexes. Fast Radius utilise HP^® PA 12 pour imprimer des pièces presque isotropes avec des résolutions de surface finement ajustées, des densités plus élevées et des porosités plus faibles. Le texturage, la coloration, le gaufrage et la gravure sont également possibles.

La densité proche de cent pour cent du matériau signifie que sa performance mécanique imite celle du PA 12 générique, couramment utilisé pour les applications de moulage par injection. Selon la rigueur de vos exigences matérielles, HP^® PA 12 peut même remplacer un grade de moulage par injection d'ABS.

Applications populaires

La ténacité du HP^® PA 12 en fait une excellente option pour les pièces qui nécessitent des matériaux flexibles qui ne se cassent ni ne se fissurent à l'usage répété. Certaines applications populaires incluent :

• Fermetures à encliquetage
• Boîtiers
• Matériel de montage pour boîtiers extérieurs
• Inserts filetés
• Pièces soumises aux vibrations
• Pièces cinétiques
• Gabarits et fixations

La densité du HP^® PA 12 est similaire à celle des plastiques courants, tels que l'ABS. Cependant, la flexibilité offerte par la conception pour la fabrication additive (DFAM) vous permet de produire des pièces solides et durables qui sont plus légères que les composants plastiques fabriqués traditionnellement. En fait, la haute résistance à la fatigue du matériau (c'est-à-dire sa capacité à résister à des cycles de chargement répétitifs et aux vibrations) en fait un excellent ajustement pour les pièces dans les industries aérospatiale et automobile.

Considérations de durabilité et de coût du HP PA 12

HP^® PA 12 est conçu pour minimiser les déchets, permettant à la poudre résiduelle d'une construction d'être utilisée dans les constructions suivantes. Cela nous permet d'utiliser 20 % de nouvelle poudre et 80 % de poudre recyclée à chaque exécution d'impression. Le recyclage du HP^® PA 12 diminue non seulement les déchets de matériau, mais maintient également les économies d'échelle raisonnables, vous donnant le meilleur prix de matériau.

Considérations de conception et opérationnelles

HP^® PA 12 n'est pas restreint par trop de règles de conception car les préoccupations concernant les porte-à-faux et la taille de l'effilement ne s'appliquent pas. Une considération importante est de concevoir des évents pour les cavités internes pour empêcher la poudre d'être piégée.

Le post-traitement commence par l'élimination de l'excès de poudre. Les opérateurs souffleront la pièce finale avec de l'air ou des médias avant qu'elle ne puisse subir la finition de surface. HP^® PA 12 vient dans une couleur grise standard, cependant, si désiré, les clients peuvent faire passer leurs pièces par un processus de teinture pour changer la couleur en noir. Vous pouvez également peindre des pièces avec HP^® PA 12 avec n'importe quelle couleur dont vous avez besoin.

Quand attendre votre pièce

HP^® PA 12 peut fonctionner dans notre délai standard de cinq à sept jours ouvrables. Fast Radius peut même terminer une impression en trois jours ouvrables pour les commandes urgentes ou les constructions plus petites. En général, le MJF peut imprimer 251 pouces cubes d'une pièce par heure. Pour perspective, si un volume d'impression HP^® est complètement rempli, le temps de construction pourrait être proche de 17 heures.

Le refroidissement post-impression doit être considéré, ce qui peut prendre de trois à 50 heures. Comme règle générale, les constructions plus petites et moins de poudre signifient des périodes de refroidissement plus rapides. Heureusement, HP^® a pris cela en compte et fournit une station de post-traitement secondaire qui peut refroidir rapidement n'importe quelle pièce en dix heures ou moins si nécessaire.

Si vous êtes intéressé à défier les « règles » de conception pour créer des produits auparavant impossibles à fabriquer, nous recommandons d'utiliser HP^® PA 12. Contactez notre équipe pour voir comment HP^® PA 12 peut donner vie à votre vision de produit.

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