Nylon - tragende Kraft

Nylon 3D-Druck Material Details

Was sind die Eigenschaften von Nylon und wofür wird es eingesetzt

Nylon ist eines der stabilsten Materialien im FDM 3D-Druck. Das Material dürfte den meisten von uns aus der Bekleidungsindustrie bekannt sein, wo es für seine hohe Reissfestigkeit geschätzt wird. Doch auch in der industriellen Herstellung von Bauteilen ist es unter dem Synonym PA sehr beliebt und gern genutzt.

Unzerstörbar

Durch seine hohe Zähigkeit und sehr gute Layer-Haftung sind Bauteile aus Nylon mit blosser Hand fast nicht zerstörbar. Statt zu brechen, verformt sich Nylon bei Überbelastung. Dennoch hat Nylon eine hohe Formbeständigkeit. Nylon eignet sich aufgrund dieser Eigenschaft hervorragend für tragende und mechanisch stark beanspruchte Bauteile. Zudem verfügt es über sehr gute Abriebfestigkeit, was Nylon auch als Gleitlager- und Führungsbauteile nutzbar macht. Durch die hohe Zähigkeit eignet sich Nylon auch für Bauteile, die schweren Schlägen standhalten müssen; beispielsweise Endanschläge und Schonbeschläge.

Materialfäden

Nylonteile werden nach der Fertigung geglüht, was die Festigkeiten verbessert aber bei dünnen Wandstärken zu Verzug führen kann. In dünnen Wandstärken ist Nylon zudem flexibel und deshalb auch für Filmscharniere geeignet. Da Nylon beim Druck stark erhitzt wird, bleiben am Bauteil Fäden zurück. Diese können nicht immer vollständig entfernt werden, was den Druck manchmal «unsauber» und manchmal sogar «pelzig» aussehen lässt.

Kleine bis mittelgrosse Bauteile mit Nylon drucken

Für sehr grosse Bauteile ist Nylon aufgrund seiner starken Schrumpfwerte eher ungeeignet da dies zu Warping, dem Ablösen des Bauteils von der Druckplatte, führen kann. Am besten eignet sich Nylon für Endverwendungsbauteile die strapazierfähig sein sollen und dennoch eine gewisse Flexibilität und Zähigkeit aufweisen sollen.

Lieferzeiten für den 3D Druck Service
3-5 Werktage
Die angegebene Lieferzeit entspricht dem Standard für Einzelteile. Je nach Produktionsauslastung, Stückzahl und Grösse des Bauteils können andere Lieferzeiten gelten. Die aktuellen Lieferzeiten kommunizieren wir Ihnen aber vor Auftragsstart.

Vorgaben für Nylon 3D-Druck

Mindestwandstärke: 1 mm
Kleinstes Detail: 0.4 mm
Maximale Druckgrösse:
 210 x 210 x 210 mm
Genauigkeit: 0.2% min ±0.3 mm

Schnelldruck mit Nylon 3D-Druck

Priority: Regeln für den Priority 3D-Druck: Die angegebenen 48 Stunden gelten von jeweils 12.00 Uhr und nur an Werktagen (Montag-Freitag). Wenn die Bestellung vor 12.00 Uhr eingeht, wird das Bauteil bis zum übernächsten Werktag 12.00 Uhr fertiggestellt. In diesen 48 Stunden ist nur die Fertigungszeit enthalten und gilt somit ohne Versandzeit. Wir versenden alle Produkte mit A-Post. Etwaige Nachbearbeitungen verlängern die Lieferzeit entsprechend. In diesem Falle halten wir mit Ihnen Rücksprache.
Maximal 150 x 150 x 150 mm
Fertigung in 48 Stunden
Aufschlag: 30 % des Teilepreises mindestens CHF 50.00

Express: Regeln für den Express 3D-Druck: Die angegebenen 24 Stunden gelten von jeweils 12.00 Uhr und nur an Werktagen (Montag-Freitag). Wenn die Bestellung vor 12.00 Uhr eingeht, wird das Bauteil bis zum nächsten Werktag 12.00 Uhr fertiggestellt. In diesen 24 Stunden ist nur die Fertigungszeit enthalten und gilt somit ohne Versandzeit. Wir versenden alle Produkte mit A-Post. Etwaige Nachbearbeitungen verlängern die Lieferzeit entsprechend. Priority-Bestellungen können aufgrund des Volumens, der Anzahl oder Komplexität abgelehnt werden. In diesem Falle halten wir mit Ihnen Rücksprache.
Maximal 100 x 100 x 100 mm
Fertigung in 24 Stunden
Aufschlag: 100 % des Teilepreises mindestens CHF 100.00

Vor- und Nachteile von Nylon 3D-Druck

  • Stabil und flexibel
  • Extrem belastbar
  • Witterungsbeständig
  • Sehr hohe Schlagresistenz
  • Hohe Temperaturfestigkeit
  • Niedriger Reibungswert
  • Resistent gegen Lösungsmittel und Alkohole
  • Geringe Auflösung durch-FDM Druck
  • Relativ unsauberer Druck (Fäden)
  • Neigt zum Warpen
  • Ungeeignet für grosse Bauteile
  • Sehr hohe Wasseraufnahme (hygroskopisch)

Anwendungsbeispiele für Nylon 3D-Druck

  • Scharniere
  • Anschläge und Standfüsse
  • Halterungen und mechanische Bauteile
  • Führungsblöcke

Beispiel-Bauteile Nylon 3D-Druck

Was ist das FDM 3D-Druck Verfahren?

FDM 3D-Druck Makroaufnahme Filament aus Düse Erklärung Technologie FDM 3D-Druckverfahren

«Fused Deposition Modeling», abgekürzt FDM bedeutet frei übersetzt: geschmolzener Schichtaufbau. FDM ist eine der ältesten und einfachsten 3D-Druck Technologien. FDM-Bauteile zeichnen sich durch einen ausgeprägten Schichtaufbau (Engl. layer) aus. «Fused Deposition Modeling» ist ein eingetragener Markenname der sich im Markt etabliert hat, ein neutralerer Begriff für dieselbe Technologie ist das FFF «Fused Filament Fabrication».

Zug- und Bruchfestigkeit

Die Schichten des Druckteils sind von Auge sichtbar und die Festigkeit in Aufbaurichtung wird durch die Haftung der Schichten aufeinander bestimmt. Die Festigkeit verringert sich deshalb auch in Aufbaurichtung. Denn die untere Schicht ist bereits vollständig erhärtet, während die nächste gedruckt wird. Darum schmilzt sie nur bedingt an den letzten Layer an. Das führt dazu, dass die Zug- und Bruchfestigkeit des Bauteils in Aufbaurichtung nur etwa 40 % der Zugfestigkeit des Bauteils in x/y- Richtung entspricht. Da Flächen aus nebeneinandergelegten Materialbahnen bestehen, ist ebenso eine Verminderung der Zugfestigkeit gegeben. Deshalb haben FDM-Bauteile nur etwa 70 % der Zugfestigkeit des eigentlichen genutzten Kunststoffmaterials.

Infill mit Wabenstrukturen

Mit FDM 3D-Druck ist es möglich, einen geschlossenen Hohlraum zu fertigen. FDM-Bauteile werden meist nicht als Vollmaterial-Modelle gefertigt, sondern mit einem sogenannten «Infill» von 20-30 % des Volumens. Im Inneren bestehen die Bauteile dann aus wabenförmigen Strukturen.

Echte Materialien beim FDM 3D-Druck Verfahren

Zudem werden alle Materialien «unverfälscht» durch Schmelzen aufgebracht, was die direkte Anwendung bekannter technischer Materialien ermöglicht.  Die meisten thermoplastischen Materialien eignen sich zum FDM Druck, somit kann man die grosse Vielzahl der Spritzgussmaterialien ebenfalls für den 3D-Druck verwenden. Andere 3D-Druckverfahren nutzen oft «verwandte» Materialien, die ähnliche oder annähernde Eigenschaften haben, wie das gewünschte Material.

Wie funktioniert der FDM 3D-Druck?

Das 3D-Modell eines Bauteils wird in eine «Slicing Software» geladen. In diesem Programm wird der Maschinencode erzeugt. Dafür wird das Bauteil in Schichten von 0.1-0.3 mm zerlegt. Der Verfahrweg des Druckkopfes wird nun automatisiert geschrieben. Dabei «zeichnet» der Druckkopf die Aussenkontur des Bauteils und füllt die Stellen aus, die solide sein sollen. Die Software erzeugt eine Datei, die den Fahrweg des Druckkopfes sowie weitere Informationen, wie zum Beispiel die benötigte Schmelztemperatur des Materials, beinhaltet. Der fertige Code wird an den 3D-Drucker gesendet.

Filament

Als Druckmaterial wird ein Kunststoffdraht durch einen Vorschub in den Druckkopf gepresst. Der Kunststoffdraht, auch Filament genannt, wird auf die eingestellte Schmelztemperatur erhitzt, damit er zähflüssig wird. Diese genaue Temperatureinstellung sorgt dafür, dass das aufgetragene Material nicht wegfliesst und bereits nach wenigen Sekunden nach dem Auftragen aushärtet. Die zähflüssige Masse wird durch das nachrückende Material aus dem Druckkopf gepresst. Dieser Vorgang ist genau auf die Bewegung des Druckkopfes kalibriert, sodass dieser eine gleichmässige Materiallinie auslegt. Das wird so lange ausgeführt, bis die Schicht fertig ist. Danach fährt der Druckkopf um die eingestellte Schichtstärke nach oben und repetiert den Vorgang mit den Daten der nächsten Schicht. Dadurch entsteht die für den 3D-Druck typische Schichtbauweise.

Schrägen, Treppen und Stützen

Sind Schrägen am Bauteil vorgesehen, sehen sie an der Oberfläche aus, wie Treppenstufen. Je flacher der Winkel von der xy-Ebene abweicht, desto sichtbarer und länger sind die Treppenstufen. Aufgrund der waagrechten Ablegung der Schichten ist ein Überhang von mehr als 45° nur mit Stützmaterial druckbar. Die Stützen werden von der «Slicing Software» gleich mitprogrammiert und gefertigt, sodass ein Untergrund für die Layer entsteht. Komplexe Formen zu drucken ist dank wasserlöslichen Materialien, für den Druck der Stützbauten, möglich. Die Stützen werden nach dem Druck einfach in einem Wasserbad ausgespült.

Verfügbare Farben

  • Schwarz
  • Transparent
    Transparent ist hier die Bezeichnung des Materialherstellers. Das Material ist Transluzent. Dies bedeutet das Licht hindurch scheint aber nicht das das Material klar ist. Gegenstände sind je nach Wandstärke schemenhaft durch das Bauteil zu erkennen. Je näher etwas an der Oberfläche des Bauteiles ist desto besser lässt es sich sehen

Verfügbare Nachbearbeitungen

Lackieren

 

Fast alle Materialien lassen sich lackieren. Dabei bieten wir verschiedene Finishing-Stufen an:

  • Spray Paint
    Farbe direkt auf dem Bauteil ohne Vorbehandlung. Baustufen weiterhin sichtbar
  • Grundiert
    Geschliffen und gespachtelt, glatte Oberfläche mit Grundierung zum Lackieren
  • High Gloss (Industriequalität)
    glatte Hochglanzoberfläche, spiegelnd
  • Mattlack (Industriequalität)
    glatte Mattlackoberfläche
  • Softtouch
    Besonders weiches Gefühl in der Haptik, Bauteil glatt und ohne Baustufen, matt und lichtschluckend
  • Abschirmlack (EMV)
    elektromagnetisch abschirmender Lack, Baustufen nicht sichtbar, glatt
  • Strukturlackierung
    Lack mit eingebrachter Oberflächenstruktur z.B. Hammerlack, Baustufen nicht sichtbar

Ob sich ein Bauteil zur Lackierung eignet, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Wir können auch hochkomplexe Modelle und organische Formen lackieren. Für die hochqualitative Lackierungen müssen die Bauteile vorher geschliffen werden. Das heisst, das Bauteil muss von Hand schleifbar sein.

Tipp: Alle Öffnungen, in die man nicht mindestens einen Daumen hineinbekommt, können wir nicht schleifen und nicht lackieren.

Gerade bei 3D Druck Bauteilen ist die Vorbereitung der Oberfläche für die Lackierung besonders wichtig. Die stark sichtbaren Stufen müssen für Hochglanzlackierungen und andere glatte «finishes» zuerst geschliffen, dann mit Spachtelmasse und Flüssigfüller geglättet und zuletzt mit mehreren Farbschichten auf die Endoberfläche und Farbe veredelt werden. Bei Hochglanzlackierungen wird am Ende eine Klarlackschicht aufgetragen und poliert. Um eine abriebfeste und dauerhafte Lackierung zu gewährleisten, ist die Bindung der Lackschichten an das Material ausschlaggebend.

Softtouch LAckiertes Bauteil Lackierung 3D Druck additive Fertigung Service

Fügen und Kleben

 

Modelle, die für unsere Baugrössen zu gross sind, fügen und kleben wir für Sie gerne zusammen. Das Bauteil wird dazu puzzleartig geschnitten und mit Zweikomponenten-Kleber dauerhaft und zuverlässig zusammengeklebt. Grosse Bauteile oder montierte Baugruppen können auf diese Weise mit kleinem Aufwand hergestellt werden.
Die Klebestellen bleiben dabei deutlich sichtbar. Wir empfehlen daher, falls die Optik eine Rolle spielt, dies mit einer Lackierung zu kombinieren um die Klebestellen zu überdecken.

Mechanische Nachbearbeitung

 

Das Material ist das richtige aber die Toleranzen reichen nicht? Benötigen Sie eingeschnittene Gewinde oder eingesetzte Gewindebuchsen? Wir bearbeiten Ihr Bauteil mechanisch auf Fertigmass und fügen für Sie Gewindebuchsen und Einsätze nach Ihren Vorgaben ein. Die mechanische Nacharbeit kann nicht automatisiert berechnet werden.

Richten Sie Ihre Preisanfrage via Kontaktformular an uns.

Schleifen und Sandstrahlen

 

Gesandstrahlte Bauteile weisen eine leicht raue aber sehr ebenmässige Oberfläche auf. Alle Teile werden dabei von Hand geschliffen, um die Baustufen zu entfernen. Anschliessend werden sie gesandstrahlt.

Was zu beachten ist:

  • Mindestabmasse von 10 x 10 x 10 mm
  • Nur von Hand zugängliche Bereiche können geschliffen werden
  • Die Nachbearbeitung wird an allen Flächen etwa 0,2 mm Material wegnehmen – extra Wandstärke einplanen
  • Kleine Details können während dieses Prozesses verschwinden
  • Der Service benötigt zwei extra Werktage zur Lieferzeit

Allgemeine Eigenschaften

Eigenschaft Testmethode Wert
Dichte ISO1183, GB/T1033 1.12 g/cm3 at 23°C
Schmelzpunkt 260°C, 1.2kg 12 g/10min
Lichtübertragung N/A N/A
Flammhemmung N/A N/A
Feuchtigkeitsaufnahme 70%RH – 23°C 2.82 %

Mechanische Eigenschaften des gedruckten Models

Eigenschaft Testmethode Wert
Elastizitätsmodul (X-Y) ISO 527, GB/T 1040 2223 ± 199 MPa
Elastizitätsmodul (Z) ISO 527, GB/T 1040 2564 ± 97 MPa
Zugfestigkeit (X-Y) ISO 527, GB/T 1040 66.2 ± 0.9 MPa
Zugfestigkeit (Z) ISO 527, GB/T 1040 43.3 ± 9.1 MPa
Bruchdehnung (X-Y) ISO 527, GB/T 1040 9.9 ± 1.5 %
Bruchdehnung (Z) ISO 527, GB/T 1040 1.8 ± 0.4 %
Biegemodul (X-Y) ISO 178, GB/T 9341 1667 ± 118 MPa
Biegemodul (Z) ISO 178, GB/T 9341 N/A
Biegefestigkeit (X-Y) ISO 178, GB/T 9341 97 ± 1.1 MPa
Biegefestigkeit (Z) ISO 178, GB/T 9341 N/A
Schlagzähigkeit (Charpy X-Y) ISO 179, GB/T 1043 9.6 ± 1.4 kJ/m2
Schlagzähigkeit (Charpy Z) ISO 179, GB/T 1043 N/A

Thermische Eigenschaften

Eigenschaft Testmethode Wert
Glasübergangstemperatur DSC, 10°C/min 67 °C
Schmelztemperatur DSC, 10°C/min 190 °C
Kristallisationstemperatur DSC, 10°C/min 128 °C
Zersetzungstemperatur TGA, 20°C/min 370 °C
Vicat-Erweichungstemperatur ISO 306, GB/T 1633 180 °C
Wärmeformbeständigkeit ISO 75 1.8MPa 69.8 °C
Wärmeformbeständigkeit ISO 75 0.45MPa 110.5 °C
Wärmeleitfähigkeit N/A N/A
Wärmeschrumpfrate N/A N/A

Wärmeformbeständigkeitskurve

Feuchtigkeitsaufnahmekurve