3D-принтер:Материалы для 3D-печати/Нейлоновые филаменты Taulman 645 и Taulman 618

Содержание

3D-печать

Материалы для 3D-печати

Хитрости и советы

3D-модели для 3D-принтера

Программное обеспечение

Неисправности

Перевод: Максим Кузьмин

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.

Нейлоновые филаменты Taulman 645 и Taulman 618

В этой статье мы расскажем о двух продвинутых 3D-печатных филаментах – Taulman Nylon 645 и Taulman Nylon 618. Их производителем является американская компания Taulman 3D, которая как раз специализируется на выпуске филаментов с особыми свойствами.

Taulman 645

Филамент Taulman Nylon 645 – это сополимер, который высоко ценится в 3D-печатном сообществе за повышенную прочность (и речь тут и об отдельных слоях, и о межслоевом сцеплении) и экстремальную долговечность. Кроме того, этот материал обладает оптической прозрачностью, благодаря чему объекты можно сделать как просвечивающимися, так и прозрачными – в зависимости от толщины слоя (см. галерею внизу). Его можно использовать даже для печати верхнего слоя LED- или LCD-дисплея, хотя мы такое еще не тестировали.

Taulman Nylon 645 на удобной 1-фунтовой катушке © Taulman 3D

Но это, разумеется, не единственное применение нейлонового Tailman 645. Этот филамент позволяет создавать очень прочные объекты, но при этом легче, чем ABS и PLA. Кроме того, напечатанные с его помощью объекты имеют определенную степень гибкости (в зависимости от процента заполнения) и гладкую поверхность. Если сравнивать 645-ый филамент с 618-ым, то он обладает более полезными механическими свойствами. Скользкость поверхности 645-ого «таулмана» делает его довольно интересным материалом для производства шестеренок и подшипников, которым не нужна смазка, или же с его помощью можно делать резьбовые отверстия, которые не будут расслаиваться под давлением. Да все, верно, имея правильное оборудование, вы, по сути, можете нарезать в этом материале резьбовые отверстия (но мы, опять же, этого еще не пробовали).

На своем сайте Taulman подсказывает еще три применения для этого материала: литейные формы, медицинское оборудование, а также различная обработка на ЧПУ-станках – фрезеровка, сверление и резка. Однако перед тем как перейти ко всему этому, давайте взглянем на главные свойства 645-ого «таулмана», а также озвучим пару наших собственных находок.

Просвечиваемость и прозрачность Taulman Nylon 645

Taulman Nylon 645 – рукоятка

Taulman Nylon 645 – техническое изделие 02

Taulman Nylon 645 – техническое изделие 03

Taulman Nylon 645 – техническое изделие 01

Taulman Nylon 645 – заполнение куба крупным планом

Перед тем, как печатать 645-ым филаментом, убедитесь, что ваш принтер умеет печатать нейлоном и что он умеет нагревать хот-энд до рекомендуемой температуры. По нашим наблюдениям, Taulman 645 лучше всего показывает себя при температуре в диапазоне от 240 до 250°C, тогда как сам Taulman рекомендует температуру 242°C.

Когда 645-ый нагревается и контактирует с хот-эндом, может послышаться шипение, которое, возможно, будет сопровождаться, выделением газов. Этот дым – не что иное, как испарение воды/пара, т.к. нейлон является материалом с очень сильными влагопоглощающими свойствами (т.е. он притягивает и впитывает молекулы воды, находящиеся в окружающем воздухе).

Как правило, нейлону для полного насыщения водой (т.е. для впитывания максимально возможного количества молекул воды) нужно находиться на открытом воздухе всего 18 часов. И хотя 645-ый обладает не такими сильными влагопоглощающими свойствами, производитель все же рекомендует высушить его перед использованием. Кроме того, хранить филамент нужно надлежащим образом (т.е. в воздухонепроницаемом контейнере или герметичной сумке, и вместе с селикагелем). А еще лучше – в вакуумном пакете.

Тонкостенная ваза из Taulman 645 © Бен Малуф (Ben Malouf)

Кроме того, Taulman 645 имеет чуть менее выраженные усадочные свойства, чем ABS и Taulman 618, а также редкие проблемы с расслаиванием. Тем не менее, печатать им все равно непросто, и мы настоятельно рекомендуем использовать нагревательную платформу. Одна из главных проблем – это, как и со всеми нейлонами, найти лучший способ для сцепления первого слоя с платформой, потому что к стеклу и алюминию Taulman 645 не прицепляется. Производитель рекомендует использовать для этого плоский кусок необработанной тополевой древесины, гаролит (LE) или изоленту. Гаролит LE (маркетинговое название – Garolite LE) – это склеенная смолой синтетическая ткань, а ее европейским конкурентом является Tufnol, хлопко-фенольный ламинированный смолой пластик.

Также имейте в виду, что изолента, испытывая натяжение от остывшего нейлона, имеет свойство отрываться, причем даже во время печати. Поэтому мы выработали свой метод – нагревательная платформа плюс клей Elmer’s. В качестве альтернативы можно воспользоваться нейлоновым листом, так как нейлоновые объекты очень хорошо сцепляются друг с другом. Некоторые пользователи сообщают, что получали хорошие результаты при печати на гофрированном картоне.

Что касается разрешения печати, то Taulman отмечает, что 645-ый филамент – это промышленный продукт, поэтому, за исключением случаев, когда для создаваемого объекта нужно высокое вертикальное разрешение, в качестве индикатора разрешения нужно использовать 60% от диаметра сопла. Таким образом, если на нашем Ultimaker Original диаметр сопла составляет 0,4 мм, нам нужно печатать с разрешением 0,24 мм. Также, согласно Taulman, у вас не должно быть никаких проблем с закупориванием сопла и обрастанием филамента вокруг него, даже если оставить 645-ый в нагретом хот-энде на 8 часов. Они просто рекомендуют продуть около 50 мм филамента после смены материала.

Тонкостенная ваза из Taulman 645 (крупным планом) © Бен Малуф (Ben Malouf)

Скорость печати зависит, как правило, от того, что из себя представляет печатаемая вами модель. Но в случае с Taulman 645 нужно принять во внимание его высокую клейкость и поддерживаться следующего правила: если разрешение слоя превышает 50% диаметра сопла, то стандартную скорость печати нужно снизить примерно на 10-20%. К примеру, если мы на нашем Ultimaker Original печатаем с разрешением, которое больше 0,2 мм (диаметр сопла – 0,4 мм), то скорость печати нужно снизить с 50 мм/с до 45-40 мм/с.

И вот еще несколько дополнительных рекомендаций при использовании Taulman 645:

• Не перегревайте его выше 340°C, т.к. при таких температурах филамент начинает термически деградировать (этот процесс называется пиролизом)
• Температура нагревательной платформы должна быть около 30-65°C
• Окружающая температура должна быть в пределах 30-100°C (если возможно, используйте принтер с закрытой рабочей камерой – самодельной или «родной»)
• Повысьте значения для втягивания на дополнительные 2-3 мм (это должно минимизировать проблемы с втягиванием, поскольку 645-ый – это довольно скользкий филамент)

И хотя нейлон, как правило, довольно устойчив к химическому разложению, стоит знать, что 645-ый «таулман» уязвим перед крепкими кислотами (их воздействие может нарушить сцепление слоев) и растворителей на водной основе (они могут обесцветить объекты, напечатанные Taulon 645). Кроме того, 645-ый плохо поддается склеиванию, поэтому для соединения частей придется использовать паяльник. Если вас интересуют точные характеристики, то полный список характеристик Taulman Nylon 645 можно найти тут.

Taulman 645 – Прозрачная ваза © Бен Малуф (Ben Malouf)

Как мы уже упоминали выше, по всей видимости, Taulman 645 особенно подходит для производства литейных форм под 2-компонентные эпоксидные смолы, а также смолы, активируемые метилэтилкетоном (это специальный растворитель, используемый для «спайки» кусков пластика) и под воздействием ультрафиолета. Taulman подчеркивает, что 645-ый хорош в качестве материала для литейных форм благодаря своей клейкости, и особенно подходит в тех случаях, когда используются формовочные смеси на основе силикона.

Довольно часто 3D-печатные объекты не способны удерживать жидкости – из-за микроскопических щелей, некачественной экструзии, температурных изменений, дополнительных примесей и плохого сцепления между слоями. Таким образом, если в стенке формочки, напечатанной из обычного филамента, будет хоть одно отверстие, силикон обязательно найдет его и вытечет. По этой причине Taulman рекомендует повысить значение для количества экструдируемого филамента – чтобы выдавить больше материала, чем нужно («даже если это будет создавать всевозможные гребни и перехлесты»), и тем самым не допустить того, чтобы в формочке появилось хоть одно отверстие. Они даже рекомендуют заменить плоский хот-энд на куполообразный, т.к. благодаря этому экструдируемый материал будет вдавливаться в щели, а также затекать на соседние слои, тем самым создавая абсолютно водонепроницаемую формочку.

Рекомендованные настройки для печати формочек:

• Юбка – минимум 4 (645-ый обладает повышенной вязкостью, поэтому для того, чтоб уравнять давление в сопле, потребуется больше времени, чем для ABS)
• Периметр – минимум 2
• Разрешение – 0,2 мм
• Температура - 240°C
• Скорость – 28-34 мм/с

Химикаты, к которым у Taulman 645 имеется устойчивость

Taulman 645 – гибкость формочки

Taulman 645 – формочка для буквы M

Taulman 645 – формочка для технического изделия

Taulman 645 – круглая формочка

Taulman 618

Taulman Nylon 618 – это самый первый нейлоновый сополимер для 3D-печати. Его выпустили 12 декабря 2012 года, и он тут же завоевал широкую популярность в 3D-печатном сообществе, которому как раз не доставало прочного филамента, обладающего устойчивостью к расслаиванию. 618-ый обладает почти теми же свойствами, что и 645-ый – он гибкий, легкий, имеет хорошее сцепление между слоями, устойчив к воздействию химикатов и т.д. Впрочем, есть два свойства, где 645-ый все же показывает себя лучше, чем 618-ый – это прочность на растяжение и межслоевое сцепление. Тем не менее, 618-ый тоже может выдерживать резьбовую нагрузку, что позволяет делать в нем резьбовые отверстия. Кроме того, он устойчив к химической деградации, и его, как и 645-ый, можно использовать для создания литейных форм. Также ни 645-ый, ни 618-ый не источают никакого запаха.

Taulman 618 на катушке @ Taulman 3D

618-ый, в отличие от 645-ого, не просвечивающийся, и не прозрачный, а белый с матовой поверхностью, и это единственный доступный цвет. И хотя 618-ый тоже можно назвать «скользким», его механические свойства все же похуже, чем у 645-ого. То есть, если вы собираетесь печатать подшипники, шестеренки или какие-то другие механические детали, вместо 618-го лучше использовать 645-ый.

Еще одно интересное свойство 618-ого – это то, что его можно окрашивать при помощи совместимых с нейлоном пигментов. Самое лучшее руководство по окраске 618-ого, на наш взгляд, написал RichRap, и его можно прочитать тут.

Taulman 618 – Многоцветные вазы @ RichRap

Taulman 618 – Коллекция ваз @ RichRap

В ходе испытаний 618-ого «таулмана» выяснилось, что печатать этим филаментом лучше при температуре в пределах 240 - 255°C, тогда как сам Taulman рекомендует температуру 245°C. Если вас интересует полный список температурных диапазонов и прочих характеристик, то его можно найти тут. И мы бы посоветовали добавлять к объектам как минимум 4 юбки (645-ый обладает повышенной вязкостью, поэтому для того, чтоб уравнять давление в сопле, потребуется больше времени, чем для ABS), а скорость печати сделать пониже – это поспособствует тому, что итоговые объекты получатся более качественными. Кроме того, 618-ый более подвержен усадке, чем 645-ый, поэтому мы настоятельно рекомендуем использовать нагревательную платформу.

Что касается настроек для нагревательной платформы, разрешения и скорости печати, газов, значений для втягивания и прочих рекомендаций, то они такие же, как и для Taulman 645 (их можно найти выше).

Если говорить о прочности, то 3D-печатные объекты из Taulman 618 Nylon очень близки к изделиям, полученным литьем под давлением, что делает их намного прочнее, чем детали, напечатанные из ABS. То есть ABS более хрупок – вдарьте по нему молотком, и он расколется. А если вдарить молотком по объекту из Taulman 618 Nylon, его просто отпружинит обратно. Впрочем, это зависит от геометрии модели, однако испытания моделей со 100-процентным заполнением на излом и сдавливание это свойство подтвердили.

Таким образом, просуммировав все вышеуказанные свойства, мы пришли к выводу, что если вам нужен прочный и стойкий объект, то лучший выбор – это Taulman 645 и Taulman 618.

Ниже – небольшая фотогалерея объектов, напечатанных Taulman 618:

Taulman 618 – Шурупы

Taulman 618 – Резьба

Taulman 618 – Объект с разрезом посередине

Taulman 618 – Объект с разрезом посередине (вид сбоку)

Taulman 618 – Ваза

Taulman 618 – Большая спиральная ваза

Taulman 618 – Большая ваза

Taulman 618 – Торнадо-ваза

Taulman 618 – Коробочка в форме сердца

Taulman 618 – Лягушки

Taulman 618 – Фигурка 01

Taulman 618 – Фигурка 02

Taulman 618 – Фигурка 04

Taulman 618 – Собачка

Taulman 618 – Цветные вазы