Kiedy w 2022 roku wprowadzaliśmy na rynek PA11 Carbon Fiber, nie mieliśmy jeszcze żadnych zamkniętych drukarek 3D z ogrzewaniem o mocy wystarczającej do obsługi materiałów takich jak czyste poliamidy. Owszem, małe wydruki były możliwe, ale odsetek niepowodzeń pozostawał wysoki. Dziś jednak, dzięki w pełni zamkniętym drukarkom, takim jak Prusa CORE One+, CORE One L oraz Prusa Pro HT90, sytuacja wygląda zupełnie inaczej. Wyższa temperatura komory, stabilne środowisko i brak przeciągów sprawiają, że drukowanie nawet czystego PA11 jest możliwe.

Dlatego zdecydowaliśmy się na produkcję Prusamentu PA11 Natural – bez łączenia włókna węglowego z polimerem. Dlaczego wprowadzamy tę wersję, skoro w naszej ofercie jest już wariant z tym dodatkiem? Czy to nie krok w tył? Istnieje wyraźna różnica między tymi dwoma materiałami i chodzi przede wszystkim o właściwości mechaniczne. Podczas gdy PA11 Carbon Fiber zapewnia wysoką wytrzymałość termiczną i stabilność wymiarową, czysty PA11 charakteryzuje się doskonałą przyczepnością międzywarstwową oraz świetnymi właściwościami ślizgowymi.

Czym jest PA11 i z czego jest wytwarzany?

PA11 (poliamid) to półkrystaliczny termoplast wytwarzany z oleju rycynowego. Charakteryzuje się dużą odpornością na uderzenia (nawet w niskich temperaturach), wysoką odpornością na zużycie, doskonałymi właściwościami ślizgowymi oraz wysoką odpornością na promieniowanie UV. Materiał ten sprawdza się w przypadku różnych elementów ruchomych i giętkich części, również do długookresowych zastosowań zewnętrznych.

Gardena hose connector autorstwa Brotpeter: przykład zastosowania na zewnątrz o wysokiej odporności na promieniowanie UV i obciążenia mechaniczne.

Podstawowe właściwości mechaniczne materiału

  • Wytrzymałość na rozciąganie w osi XY: 38,3 MPa
  • Wytrzymałość na rozciąganie w osi XZ: 39,5 MPa
  • Współczynnik anizotropii wytrzymałości na rozciąganie: r = 0,84
  • Udarność w teście Charpy’ego (z karbem, w osi XY): 12,9 kJ/m2
  • Udarność w teście Charpy’ego (z karbem, w osi XZ): 11,7 kJ/m2
  • Temperatura ugięcia cieplnego (obciążenie 1,8 MPa): 58,7°C
  • Temperatura ugięcia cieplnego (obciążenie 0,45 MPa): 122,5°C

Najwyższy współczynnik anizotropii wytrzymałości na rozciąganie

Prusament PA11 Natural oferuje najwyższy współczynnik anizotropii wytrzymałości na rozciąganie spośród wszystkich Prusamentów. Oznacza to, że materiał ten jest znacznie trudniejszy do złamania i wytrzymuje obciążenia w każdym kierunku, niezależnie od orientacji warstw.

Prusament PA11 osiąga współczynnik anizotropii wytrzymałości na rozciąganie o wartości r = 0,84 podczas drukowania na drukarce Prusa CORE One+. Drugi najwyższy wynik uzyskuje Prusament PLA High Speed z wartością r = 0,60. Dla porównania, PLA i PC Blend mają współczynnik r = 0,33, natomiast PETG osiąga r = 0,38.

Więcej informacji na temat współczynnika anizotropii wytrzymałości na rozciąganie znajdziesz w naszym artykule zapowiadającym wprowadzenie PLA High Speed, w którym po raz pierwszy podaliśmy tę wartość.

Ten uchwyt na parasol, wydrukowany w pionie względem powierzchni stołu, stanowi dobry przykład działania współczynnika anizotropii wytrzymałości na rozciąganie: materiał wytrzymuje duże obciążenia bez rozwarstwiania się. Ponadto Prusament PA11 cechuje się dobrą odpornością na promieniowanie UV, dzięki czemu świetnie sprawdza się przy długotrwałym użytkowaniu na zewnątrz.

Doskonałe właściwości ślizgowe

Kolejną istotną zaletą poliamidów (ogólnie rzecz biorąc) są ich właściwości ślizgowe. Elementy z PA cechują się bardzo niskim współczynnikiem tarcia. Ruchome części wykonane z tych materiałów mogą wytrzymać niezwykle długie okresy pracy bez zużycia. Dzięki temu PA11 doskonale nadaje się na przykład do drukowania różnego rodzaju kół zębatych.

Wysoka odporność chemiczna

PA11 odznacza się dobrą odpornością na zasady (np. NaOH), alkohole (metanol, etanol), toluen, aceton, olej silnikowy, benzynę, olej napędowy itp. Taka odporność jest niezwykle przydatna przy produkcji różnorodnych komponentów motoryzacyjnych, sprzętu laboratoryjnego oraz w innych wysoce wyspecjalizowanych zastosowaniach.

Wysoka odporność termiczna dzięki wyżarzaniu – aż do 122°C!

Sam PA11 charakteryzuje się niską odpornością termiczną po wydrukowaniu – zaledwie 58,7°C. Podczas druku 3D materiał nie osiąga w pełni krystalicznej struktury, co sprawia, że jest znacznie mniej odporny na ciepło. Jednak wyżarzanie poprawia tę odporność do 122,5°C, jeśli zostanie przeprowadzone prawidłowo. To różnica aż 63,8°C! Oto jak zrobić to właściwie:

Najpierw potrzebujesz odpowiedniego piekarnika lub suszarki. Oferujemy profesjonalny piec suszarniczy Memmert, ale do użytku hobbystycznego polecamy suszarkę do filamentu Sunlu FilaDryer E2, która potrafi rozgrzać się do 110°C. Po drugie, musisz postępować zgodnie z poniższą procedurą wyżarzania:

  1. Stopniowo zwiększaj temperaturę do 110°C z prędkością 1,5°C/min
  2. Utrzymuj temperaturę wyżarzania na poziomie 110°C przez 6-8 godzin.
  3. Ostudź do temperatury pokojowej z prędkością 1,5°C/min

Pamiętaj, że po procesie wyżarzania materiał może lekko zżółknąć.

Kolory i ceny

Wprowadzamy na rynek Prusament PA11 w jednym kolorze – naturalnym, ale w przygotowaniu mamy kolejne kolory. Naturalny kolor PA11 to półprzezroczysta, żółtawo-biała barwa o delikatnym perłowym połysku. Możesz kupić szpulę 800 g za XX USD (z uwzględnieniem cła) / YY EUR (z VAT).

Przygotowanie do druku i zalecane wyposażenie drukarki

Prusament PA11 jest materiałem higroskopijnym i wymaga wysuszenia przed drukowaniem. Zalecamy suszenie w temperaturze 90°C przez 6-8 godzin, aby zapobiec nitkowaniu i uniknąć innych problemów z wydrukiem. Ponadto przechowywanie filamentu w dry box’ie znacznie ogranicza późniejsze wchłanianie wilgoci.

Zdecydowanie zalecamy drukowanie w obudowie wyposażonej w aktywny system filtracji lub umieszczenie drukarki w dobrze wentylowanym pomieszczeniu (patrz nasza karta charakterystyki materiału). Podczas drukowania poliamidu do powietrza uwalnia się stosunkowo silny zapach oraz emitowane są potencjalnie szkodliwe cząstki (UFP – cząstki ultradrobne). Prusa CORE One+, CORE One L oraz Prusa Pro HT90 doskonale nadają się do pracy z tym materiałem, jeśli zostaną wyposażone w aktywny system filtracji. Ponadto oferujemy obudowę (oraz system zaawansowanej filtracji do obudowy) dla MK4S i XL. Wyższa temperatura otoczenia wewnątrz obudowy również znacznie ogranicza wypaczanie.

Drukuj na płycie PA Nylon

Druk poliamidów na standardowych płytach stołu z PEI bywa trudny ze względu na niską przyczepność. Małe elementy z filamentu Prusament PA11 Natural można drukować na płycie satynowej z szerokim brimem. Zdecydowanie zalecamy jednak korzystanie z naszej płyty PA Nylon, którą zaprojektowaliśmy specjalnie z myślą o poliamidach. Umożliwia ona drukowanie dużych modeli bez dodatkowych przygotowań.

Nasza płyta stołu PA Nylon ma matową teksturę zbliżoną do płyty satynowej i doskonale współpracuje z PA11. Aby bez problemu drukować małe elementy, wystarczy przemyć powierzchnię wodą przed każdym użyciem. Zagwarantuje to łatwe zdejmowanie wydruków oraz dużą trwałość płyty. W przypadku drukowania dużych i w większości pełnych brył przyczepność może być jednak zbyt silna. Dla takich modeli zalecamy nałożenie bardzo cienkiej warstwy kleju w sztyfcie na powierzchnię stołu jako warstwy rozdzielającej.Ddo mycia płyty PA Nylon NIE UŻYWAJ acetonu, alkoholu izopropylowego (IPA) ani innych środków chemicznych na bazie alkoholu (w tym środków do mycia szyb, 3DLAC itp.). Używanie IPA (oraz innych substancji chemicznych) powoduje zmatowienie powierzchni oraz zmianę jej struktury i właściwości adhezyjnych. Skutkuje to skróceniem żywotności powierzchni i znacznie wyższym ryzykiem jej uszkodzenia. Widoczne ślady tłuszczu na powierzchni (np. odciski palców) można zmyć wodą z dodatkiem płynu do mycia naczyń. Zalecamy również umycie płyty płynem do mycia naczyń przed odwróceniem jej na drugą stronę.

Więcej informacji na temat płyty PA Nylon znajdziesz w naszym artykule.

I to by było na tyle! Jak podoba Ci się nasz stary, a zarazem nowy PA11? Daj nam znać w komentarzach. Nie możemy się doczekać Twoich nowych, niesamowitych wydruków.

Udanego drukowania!