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Alles Wissenswerte über 3D-Druck Filamente

Nylon Filament – was ist das?

Nylon Filament wird für Anwendungen genutzt, in welchem das gedruckte Bauteil starken Beanspruchungen ausgesetzt ist. Was Nylon ist, wann es das erste Mal hergestellt wurde und wie es sich drucken lässt, erfährst du im folgenden Beitrag. Dieser ist Teil unseres 3D-Druck Materialguides.

Grundwissen Nylon

Nylon ist in erster Linie der Handelsname für eine Kunststofffaser aus Polyamid. Die genaue chemische Bezeichnung ist Polyhexamethylenadipinsäureamid oder PA 6.6. Nylonfilamente bestehen meist aus PA6 in unterschiedlichen Mischungen.

Geschichte

1935 wurde Nylon zwei Wissenschaftlern bei E.I. du Pont de Nemours and Company in den USA entwickelt und zwei Jahre später patentiert. Es war die erste Faser, welche aus Wasser, Kohlenstoff und Luft synthetisch hergestellt wurde.

Die ersten fünf Millionen Strümpfe aus Nylon wurden 1940 in verschiedenen Geschäften in amerikanischen Großstädten verkauft. e.I. du Pont verfolgte das Ziel die Fasern aus Polyamid 6.6 als Synonym für Strümpfe zu etablieren. Mittlerweile wird der Begriff Nylon umgangssprachlich für verschiedene Polyamide verwendet.

Eigenschaften Nylon Filament

Der Hersteller Taulman ist bekannt für seine breite Palette an Nylonfilamenten. Von den Farben abgesehen gibt es dort allein vier verschiedene Nylonfilamente.

Gedruckte Bauteile aus Nylon sind besonders zäh und fest. Sie sind sehr Widerstandsfähig gegen mechanischen Verschleiss. Es ist gegen Fette, schwache Laugen, Öle sowie viele organische Lösungsmittel beständig.

  • hohe Lebensdauer
  • Flexibilität
  • geringer Reibungskoeffizient
  • hohes Stärke-Gewichtsverhältnis
  • Dichte ca 1,14g/cm³
  • Beständig gegenüber Basen und organischen Chemikalien

https://www.thingiverse.com/thing:28447 Hose Clamp Pinch Valve by Tim_C – Man kann sehr gut die Lufteinschlüsse sehen.

Nylon Filament als Druckmaterial

Die „natürliche“ Farbe von Nylon ist weiss bzw. leicht durchsichtig. Natürlich gibt es auch eingefärbte Filamente. Die Verarbeitung im 3D Drucker ist etwas schwieriger als bei ABS, da Nylon noch eher zu Warping neigt. Bei ordentlicher Layerhaftung sind Supportstrukturen schwer zu entfernen.

Auf dem Bild ist ein Druck mit Nylon 230 von Taulman zu sehen. Das Filament lag drei Tage lang offen herum. Die angezogene Feuchtigkeit führte zu Verpuffungen während des Druckvorgangs.Dies ist im Bauteil sichtbar.

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Anwendungsbereich Nylon Filament

Der Einsatz von Nylonfilament im 3D-Druck ist Vorteilhaft bei Bauteilen, welchen ständigen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Dies können Zahnräder, Zahnradketten, funktionelle Prototypen sowie Werkzeug sein.

Die Temperaturbeständigkeit von über 80°C ermöglicht den Einsatz in wärmeren Bereichen wie dem Motorraum von Fahrzeugen. In der tat gibt es einige Firmen, welche Ersatzteile für Oldtimer drucken. Diese performen oft besser als die Originalteile.

https://www.thingiverse.com/thing:23915 Simple Linear Bearing from Nylon by Taulman – Gedruckt mit Alloy 910

Verarbeitung

Die Druckeinstellungen können bei Nylonfilament stark variieren. Da Nylon wie ABS zu Warping neigt sollte ein geschlossener, im optimalfall sogar ein beheizter, Bauraum vorhanden sein. Die Bauteillüftung sollte deaktiviert sein. Durch das Warping sollten zu steile Überhänge vermieden werden. Für die optimale Haftung am Druckbett sollte ein Haftvermittler wie magigoo eingesetzt werden.

Unterschiedliche Zusammensetzungen des Nylonfilaments können abweichende Druckeinstellungen erfordern, die hier angegeben Werte sind nur Richtwerte.

  • Hotend Temperatur: 220 – 270°C
  • Druckbett Temperatur: 80-120°C
  • Geschlossener Bauraum empfohlen
  • Keine Bauteillüftung
  • Druckgeschwindigkeit: 20 – 80 mm/s
  • Trocken lagern

Nachbearbeitung

Drucke aus weissem bzw. durchsichtigem Nylon lassen sich sehr gut mit Textilfarbe einfärben. Weiterhin ist es möglich Bauteile zu schleifen (langsam und vorsichtig) und zu polieren.

Einfärben von Nylon Drucken

Das Einfärben von Nylon Drucken mit Textilfarbe ist sehr einfach.

  1. Genug Wasser zum kochen bringen um die Bauteile eintauchen zu können
  2. Bauteile in das Wasser legen (nicht weiterkochen lassen)
  3. Nach 5 Minuten kann das Färbemittel hinzugegeben werden
  4. Nach weiteren 30 Minuten können die Bauteile entnommen und unter warmen Wasser ausgespült werden.

Nylon kleben – Geht das?

Nylon ist sehr anfällig gegenüber Säuren. Diesen Nachteil kann man sich zu nutze machen, wenn man Teile aus Nylon verkleben muss. Ameisensäure eignet sich hierzu sehr gut. Ebenso können Epoxidharzkleber verwendet werden.

Umwelt- und Sicherheitsaspekte beim 3D-Druck mit Nylon Filament

Jeder Druckvorgang setzt Gase und Partikel frei, welche gesundheitsschädlich sein können. Bei Nylon Filamenten sind es vor allem die oberen Atemwege, welche gereizt werden können. In einigen Fällen kann sogar Dermatitis auftreten.

Grundsätzlich empfehlen wir den Druckvorgang nur in gut belüfteten Räumen auszuführen und sich nicht länger als unbedingt notwendig im gleichem Raum aufzuhalten.



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Kommentare

3D-Druck Material Guide – Welches Filament wofür benutzen? – Spool Database 15. September 2019 um 14:39

[…] Weiterlesen: Was ist Nylon? […]

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