Wir stellen vor: Prusament PA11 (Nylon) Carbon Fiber Black - Filament mit ausgezeichneter Chemikalien- und Wärmebeständigkeit

Hochentwickelte Materialien wie Prusament PC Blend Carbon Fiber erweitern die Möglichkeiten des 3D-Drucks erheblich. Deshalb bringen wir ein weiteres neues Material auf den Markt: Prusament PA11 Carbon Fiber Black, ein Material, das sich perfekt für den Einsatz in der Automobilindustrie eignet, aber auch hervorragend geeignet ist, um zu Hause langlebige mechanische Teile zu drucken – Komponenten für Drohnen und andere RC-Modelle, Zahnräder und andere technische Teile.

Was ist PA11?

Polyamide sind eine Gruppe von polymeren Materialien, die seit den 1930er Jahren hergestellt werden, als DuPont das Polyamid 6.6 entwickelte, das unter dem Handelsnamen Nylon bekannt ist. Dieser Name hat sich seitdem weit verbreitet und wird oft fälschlicherweise auf andere Arten von Polyamiden angewandt. Sie werden mit Nummern bezeichnet, die für die Anzahl der Kohlenstoffatome der Ausgangsverbindungen stehen – z.B. PA6, PA6.10, PA12, usw.

Das von uns verwendete PA11 ist eine Art von Polyamid, das hauptsächlich für die SLS-Technologie verwendet wird. Dies ist ein eher unerschlossenes Gebiet auf dem Gebiet des FFF 3D-Drucks. Wir haben auf diesem Gebiet ziemlich viel experimentiert und schließlich ein mehr als gutes Ergebnis erzielt. Warum haben wir PA11 gewählt? Die üblicherweise verwendeten Polyamide PA6 und PA12 haben eine Reihe von Nachteilen: PA6 ist extrem hygroskopisch, was es extrem schwierig macht, damit zu drucken, selbst 1 Tag nach dem Auspacken. In einigen Fällen kann PA6 selbst bei langen Druckvorgängen zu viel Feuchtigkeit aufnehmen. PA12 ist nicht so hygroskopisch, aber es verzieht sich extrem und haftet nur sehr schlecht auf einem Standard PEI Druckblech. PA11 ist ein guter Mittelweg – es ist weniger hygroskopisch und bietet eine bessere Haftung auf dem PEI Druckblech (für kleine und mittlere Modelle).

Prusament PA11 Carbon Fiber unter dem Elektronenmikroskop

Dank der zugesetzten Kohlefaser ist Prusament PA11 Carbon Fiber fast verzugsfrei. Im Vergleich zu reinem Polyamid hat sie eine etwas schwächere Zwischenlagenhaftung, die in etwa mit unserem Prusament PC Blend Carbon Fiber vergleichbar ist – immer noch ein sehr gutes Ergebnis.

Grundlegende mechanische und chemische Eigenschaften

Polyamid PA11 ist ein Material, das aus Rizinusöl hergestellt wird, die diesem Filament hinzugefügten Kohlenstofffasern sind recycelt, wie bei Prusament PC Blend Carbon Fiber. Der wahrscheinlich größte Vorteil dieses Materials ist seine Hochtemperaturbeständigkeit, die je nach Belastung bis zu 190 °C beträgt. Das macht es perfekt geeignet, um spezielle Teile zu drucken, z.B. Teile von Maschinen, die Wärme abstrahlen (Motoren usw.).

Der zweite große Vorteil von PA11 (und Polyamiden im Allgemeinen) ist seine exzellente chemische Beständigkeit gegen eine Reihe von Lösungsmitteln. PA11 hat eine gute Beständigkeit gegen Basen (z.B. NaOH), Alkohole (Methanol, Ethanol), Toluol, Aceton, Motoröl, Benzin, Diesel, etc.

Prusament PA11 Carbon Fiber hat eine gute Reibungs- und Abriebfestigkeit. Das macht es geeignet für das Drucken von Zahnrädern und anderen beweglichen Teilen. Was die anderen mechanischen Eigenschaften (Schlagzähigkeit, Zugfestigkeit) betrifft, so sind diese ähnlich wie bei Prusament PC Blend Carbon Fiber. Um einen besseren Überblick zu erhalten, empfehlen wir Ihnen einen Blick auf unsere Materialtabelle. Wir werden die Tabelle im Laufe des Tages mit den Informationen über PA11 aktualisieren.

Vergleich der tribologischen Messergebnisse von Prusament. Sowohl der Reibungskoeffizient als auch der Masseverlust wurden gemessen, indem der Probekörper gegen den Stahlstift bewegt wurde.

PA11 ist, wie andere Polyamide, ein hygroskopisches Material (absorbiert Luftfeuchtigkeit). Wenn die absorbierte Feuchtigkeit ein hohes Niveau erreicht, verschlechtert sich die Druckqualität. Die Verschlechterung tritt zwischen einigen Tagen und einem Monat ein. Wenn Sie sich nicht sicher sind, wie lange es her ist, dass Sie den versiegelten Beutel geöffnet haben, oder wenn Sie längere Zeit nicht gedruckt haben, empfehlen wir das Filament vor dem Drucken bei 90 °C 4-6 Stunden lang zu trocknen. Die Absorption von Feuchtigkeit kann sich manchmal beim Entfernen der Stützen bemerkbar machen. Wenn das Filament trocken ist, sollte das Entfernen der Stützen einfach sein.

Vor- und Nachteile

Vorteile
	Widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen (bis zu 190 °C)
	Ausgezeichnete chemische Beständigkeit
	Niedriger Reibungskoeffizient (im Vergleich zu anderen Materialien)
	Abriebfestigkeit
	Weniger hygroskopisch im Vergleich zu anderen PA-Typen
	Professionell aussehende, matte Oberfläche
	Geringe Schrumpfung beim Drucken

Nachteile
	Muss auf ein spezielles Druckblech gedruckt werden / eine Trennschicht verwenden (Klebestift)
	Es ist notwendig, eine gehärtete Düse zu verwenden
	Geringere Zwischenschichthaftung (im Vergleich zu reinem PA)
	Gelegentliches Trocknen kann erforderlich sein
	Höhere Kosten (im Vergleich zu anderen Materialien)
	Erzeugt Geruch beim Drucken (viel weniger auffällig als ASA)

Vorteile des Drucks auf einem speziellen Druckblech

Zusammen mit Prusament PA11 Carbon Fiber Black bringen wir auch ein brandneues Druckblech auf den Markt, das speziell für das Drucken von Polyamiden entwickelt wurde. Der Grund dafür ist die geringe Haftung von PA11 auf unseren klassischen PEI Druckblechen. Bisher haben wir empfohlen, Polyamide auf strukturierten oder satinierten Druckblechen mit einer Schicht Klebstoff (Klebestift) zu drucken, aber das hat sich als nicht sehr geeignet erwiesen. Sicher, kleinere Modelle mit spärlichem Infill können auf PEI-Blechen gedruckt werden, die mit Klebestift beschichtet sind, aber für den zuverlässigen Druck von technischen Modellen brauchen Sie etwas Besseres. Prusament PA11 Carbon Fiber kann sich beim Druck auf herkömmlichen Blechen leicht ablösen und verziehen, obwohl es mit Kohlefaser gefüllt ist. Deshalb haben wir eine neue Oberflächenschicht aus einem speziellen Material entwickelt, das eine erheblich bessere Haftung für Polyamid-Druckmaterialien bietet.

Unser neues PA Nylon Druckblech kommt mit einer matten Textur, die dem satinierten Blech ähnelt. Neben Polyamiden ist es auch kompatibel mit PETG, das Drucken mit anderen Materialien wird aufgrund einer schwachen Haftung nicht empfohlen. Auch Polyamide selbst unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung und können unterschiedliche Haftungseigenschaften aufweisen. Viele Polyamide, vor allem saubere (z.B. ohne Kohlefasern), haben eine starke Verzugsneigung. Deshalb kann es bei einigen Materialien erforderlich sein, die Randfunktion zu verwenden, auch wenn sie gut auf der Oberfläche haften. Bislang können wir nicht sagen, ob eines der ungetesteten Polyamide eine starke oder schwache Haftung aufweist – deshalb empfehlen wir, nur die in unserer Materialtabelle genannten Polyamide zu drucken. Diese Filamente funktionieren hervorragend mit unseren speziellen PA Nylon Druckblechen mit ausgewählten Drucktemperaturen.

Für ein einfaches Entfernen des Drucks und eine lange Lebensdauer des Blechs müssen Sie es nur vor jedem Gebrauch mit Wasser abwaschen und die Höhe der ersten Schicht einstellen. Wir empfehlen dringend, das Blech NICHT mit Aceton, IPA (Isopropylalkohol) und anderen Chemikalien auf Alkoholbasis (einschließlich Fensterreiniger, 3DLAC, etc.) zu waschen. Die Verwendung von IPA (und anderen Chemikalien) macht die Oberfläche matt und verändert die Oberflächenstruktur und -haftung. Dies führt zu einer kürzeren Lebensdauer und einem viel höheren Risiko, das Blech zu beschädigen. Wenn Sie sichtbare Fettflecken (z.B. Fingerabdrücke) haben, können Sie das Blech mit Wasser und Spülmittel reinigen. Wir empfehlen, das Blech mit Spülmittel zu waschen, bevor Sie es auf die andere Seite drehen.

Vergleich eines sauberen PA Nylon Druckblechs (links) mit einer mit Isopropylalkohol behandelten Oberfläche (rechts). Beachten Sie die Bildung von rauen Strukturen nach der IPA-Behandlung. Hinweis: Das Foto dient nur zur Veranschaulichung, es handelt sich um ein Testmuster. Die Oberfläche Ihres Blechs sieht unter dem Mikroskop anders aus als auf den Fotos oben.

Druckeinstellungen und andere Druckerausrüstung

Zusätzlich zu einem speziellen Druckblech ist das Drucken mit einer gehärteten Düse aufgrund der stark abrasiven Eigenschaften der Kohlefaser erforderlich.

Wir empfehlen, auf einem Drucker in einem Gehäuse zu drucken oder den Drucker in einem gut belüfteten Raum aufzustellen (siehe unser Datenblatt zur Materialsicherheit). Das Drucken von Polyamid setzt einen relativ starken Geruch in die Luft frei und emittiert potenziell gefährliche Partikel (UFP – ultrafeine Partikel). Unser Original Prusa Enclosure ist eine ideale Option. Dadurch wird nicht nur der Geruch reduziert, sondern durch die höhere Umgebungstemperatur wird auch die Haftung zwischen den gedruckten Schichten verbessert. Wenn Sie in dem Gehäuse fertig gedruckt haben, öffnen Sie zuerst das Fenster und dann die Türen des Gehäuses, um die Luft schnell auszutauschen.

Aufgrund der hohen Drucktemperaturen raten wir von der Verwendung des Original Prusa MINI+ ab – der Original Prusa MK3S+ ist der richtige Weg, um das Prusament PA11 Carbon Fiber Black zu drucken, und der XL unterstützt dieses Material ebenfalls.

Tipp: Müssen Sie das Prusament PA11 Carbon Fiber Druckprofil in PrusaSlicer hinzufügen? Stellen Sie sicher, dass Sie PrusaSlicer 2.4.2 oder neuer verwenden. Gehen Sie zu Konfiguration – Konfigurationsassistent – Filamente – NYLON – Prusa Polymers – markieren Sie die Option Prusament PA11 Carbon Fiber und klicken Sie auf Fertig stellen. Jetzt wird PA11 in der Liste der Materialien verfügbar sein.

Farbe, Aussehen und Preis

Das Prusament PA11 Carbon Fiber Black ist aufgrund des Kohlefaseranteils im Filament wieder in schwarzer Farbe erhältlich. Sie werden sich vielleicht fragen, warum wir die Spulenseiten unterschiedlich gefärbt haben – diese sind grau, um geklebte Spulen von gesteckten zu unterscheiden. Wenn das Filament trocknet (90°C), dehnen sich die Spulenseiten thermisch aus und wenn sie abkühlen, kann die Spule auseinanderfallen. Aus diesem Grund mussten wir die Teile aus Papier und Kunststoff zusammenkleben. Sie können das Papier und den Kunststoff trotzdem auf dieselbe Weise recyceln wie bei normalen Spulen, Sie müssen nur etwas mehr Kraft aufwenden, um die Spule zu zerlegen.

Die Spulen fassen 800 g Material. Der Preis für eine Spule beträgt 99,99 USD / 99,99 EUR (inkl. MwSt.) und das spezielle PA (Nylon) Blech kostet Sie 44,99 USD / 44,99 EUR (inkl. MwSt.).

Typische Anwendungen für Prusament PA11 Carbon Fiber


Fidget-Spielzeug (Der Flat Hexagon With a Spin von Whity) (Verschiedene Zahnräder und bewegliche Teile)	Lüfter Abdeckhaube (Hitzebeständige Teile)

Zwei-Wege-Schraube von GVC (Schrauben und größere mechanische Teile)	Auspuffrohre (Große hitzebeständige Teile)

Riemenscheiben, Zahnräder, Lager usw. (Große hochbelastete bewegliche Teile)	Funktionelle Motoransaugteile (Hält 190 °C über lange Zeiträume stand)