使用尼龍材料走過的坑 - UltiMaker

尼龍材料背景介紹

尼龍（Nylon）是聚酰胺（Polyamide）纖維（錦綸）的一種說法，簡稱為PA。對於經常使用PLA的用戶來說，用PLA打印雖然比較靈活，適用於較多場合，具有普通使用場合需求的一般強度，但當要在專業場合使用就會發現它是不適用的。PLA打印的零件不能長時間暴露在陽光下，且不適用於高於100 °C的場合。

如果使用ABS進行3D打印，就會發現它比PLA更耐用，但是3D打印的ABS零件通常沒有注塑零件的強度大，並且打印的零件因為層間粘合力一般來說不夠堅固。

尼龍耗材是一種高強度，十分耐用的3D打印耗材。十分有韌性，同時層間粘合力較好，比ABS耗材更加堅固。

尼龍材料的主要應用場景

尼龍耗材的高熔化溫度和低摩擦系數使得其普遍應用於工程中，適用於製作一般的日常用品，比如使用尼龍耗材3D打印扳手等工具、齒輪、自己設計的DIY零件等等。

圖一.尼龍材料打印的異形件

尼龍材料使用注意事項

合適的溫度

首先需要知曉的是尼龍的一般成型溫度在260°C至280°C，較低的溫度無法使尼龍材料完全熔融擠出，達到一個穩定的流量。較高的溫度就對打印頭的整體有著較高的設計要求。

傳統的打印頭則無法長久穩定地提供如此高的溫度和充分及時的散熱效果。因此Ultimaker設計了print core CC Red 0.6模塊，專門用於打印復合材料。

圖二.安裝print core CC Red 0.6模塊

材料保持乾燥

尼龍具有很強的吸濕性，即使是在室內放置過程中也會吸收空氣中的水分，長時間的吸收水分甚至可以使水的重量比例達到10%。那麼如何判斷耗材是否受潮了呢？當打印頭噴嘴擠出尼龍時，擠出頭出口有大量白色煙霧同時伴有噼啪的聲音，則代表耗材受潮嚴重，受潮耗材打印的零件表面會有氣泡，甚至打印層間粘合酥鬆。通過以下圖片我們可以十分明顯的看出，正常情況下打印的尼龍製品應該是表面光滑層間緊致的，而受潮的尼龍材料打印出的製品表面則十分不光整，甚至出現層間分離的情況。

圖三.乾燥的耗材（左）與受潮的耗材（右）打印效果對比

如何防止翹邊

另一方面，也是比較令人頭疼的問題就是打印尼龍時會像打印ABS一樣出現翹邊現象，也許前幾層打印正常，待你再次查看打印狀況時，模型一邊已經高高翹起，甚至整體脫離平台導致打印得一團糟……那麼如何解決打印尼龍過程出現的翹邊現象呢？首先是熱床溫度建議選擇在55°C -65°C，同時在打印平台上使用PVA基膠棒塗上一層薄薄的膠水。翹邊的現象會得到有效的抑制。但是，最有效的做法還是使用封閉的打印平台（例如Ultimaker S5），對於早期的Ultimaker3機型， Ultimaker提供了升級包以解決翹邊問題。

Ultimaker Nylon特性

針對尼龍材料的特性，Ultimaker不僅通過硬件升級包的加持來改善打印尼龍材料時出現的問題，還通過對尼龍材料的深入研究，推出了更加易用的Ultimaker Nylon。

硬件升級包

Ultimaker3升級套件具體包含以下內容：1個前擋板、25個底板貼紙、1個粘合劑塗抹器、1個玻璃板。

在打印已翹邊材料時，安裝前擋板可以阻止熱量逸出，產生45°C的恆定溫度，同時還可以保護打印件免受外部影響。穩定的環境可確保打印材料的冷卻速度更慢，溫度更均勻地分布在整個零件中。這有助於降低收縮率並降低翹邊和分層的風險。

底板貼紙改善了打印平台的粘合性，並且可以與大多數材料一起使用。它們是膠棒的絕佳替代品，專為多種用途而設計。底板貼紙使得打印零件的底面更光滑，在使用時要確保正確使用，以防止出現氣泡。

額外的玻璃板意味著可以不必再等待從Ultimaker 3打印機中取出完成的打印件。相反，你可以快速更換新的玻璃板，直接開始新的打印，從而最大限度地減少停機時間。

圖四.Ultimaker升級套件

Ultimaker Nylon

Ultimaker Nylon的設計比市場上的其他尼龍長絲更可靠，更易於打印，具有低吸濕性和與底板的良好粘合性。與其他尼龍耗材相比，它具有更低的吸濕性和更長的保質期。Ultimaker Nylon具有優異的衝擊強度（Izod測試為34.4 kJ /m²）、良好的延展性（斷裂伸長率210％）和遠遠低於傳統尼龍耗材的熔化溫度（185°C），同時還兼具低摩擦系數、耐鹼和耐有機化學品腐蝕等傳統尼龍材料具備的特性。

圖五.使用Ultimaker Nylon打印的示例

1.1 Ultimaker Nylon兼容性

如下面的概述所示，Ultimaker 尼龍與Ultimaker S5，Ultimaker 3和Ultimaker 2+兼容。如果在Ultimaker S5或Ultimaker 3上打印材料，則可以使用AA打印核心。

表一.打印機與打印頭模塊/噴嘴兼容性

注意：Ultimaker 2 Go，Ultimaker 2（Extended），Ultimaker Original +和Ultimaker Original不支持Ultimaker尼龍。

除了單頭打印外，Ultimaker尼龍還可以與Ultimaker S5和 Ultimaker 3上的PVA、 Breakaway一起打印。當需要打印尼龍與TPU 95A或其他顏色的尼龍相結合時，可以通過實驗完成。

表二.耗材兼容性

注意：與TPU 95A的雙重組合可能會導致打印品表面出現拉絲和斑點。

1.1 推薦的設置和配置

注意：始終使用最新版本的Ultimaker Cura，並確保使用最新固件版本更新3D打印機，以包含Ultimaker Nylon的正確材料配置文件。

2.2.1打印溫度

Ultimaker尼龍的打印溫度為230°C至260°C。具體的溫度取決你使用的打印機、噴嘴尺寸和配置文件。例如，在具有0.25毫米打印噴頭的Ultimaker S5上，尼龍在230 °C下打印，而在具有0.8毫米打印噴嘴的同一台打印機上，溫度設定為245°C。

在大多數情況下，尼龍在60°C的底板溫度下打印，但Ultimaker S5上的底板溫度為70°C，用於0.4和0.8 mm打印。

注意：根據你在Ultimaker Cura中選擇的打印機、噴嘴尺寸和配置文件，將自動使用正確的溫度。

2.2.2粘著性

Ultimaker尼龍可以很好地粘附在打印底板上，為了獲得最佳的附著力和保護底板，建議在玻璃板上使用一層薄薄的膠水。因為在取下打印品時，不使用膠水會有導致玻璃板碎裂的風險。

Ultimaker Nylon的Ultimaker Cura版本經過優化，可以使用邊緣或筏打印，具體取決於所選的打印機。在Ultimaker S5和Ultimaker 3型材中，默認選擇邊緣，而Ultimaker 2+型材使用木筏作為平台粘附型。這種木筏特別推薦用於大型模型，而對於較小型號，邊緣應該足夠。

冷卻後最容易去除尼龍支撐。但是，在使用筏板時，建議在底板仍然保溫時將其拆下。這樣可以更輕鬆地拆除筏板。