Nylon, of polyamide, is een thermoplastisch materiaal dat bekend staat om zijn stevigheid, duurzaamheid en hoge slijtvastheid. Oorspronkelijk ontwikkeld voor industriële toepassingen, heeft het geleidelijk zijn plaats gevonden in de wereld van 3D-printen, waar het uitblinkt door zijn uitstekende mechanische eigenschappen en veelzijdigheid.

Of het nu gaat om het produceren van functionele onderdelen, mechanische componenten of zeer sterke prototypes, nylonfilamenten zijn een uitstekende keuze. Er bestaan echter verschillende soorten nylon: PA6, PA12, PA612, versterkte versies, ESD, enz.

Elk type filament voldoet aan zeer specifieke eisen en heeft zijn eigen beperkingen op het gebied van printen en opslag.

De verschillende soorten nylonfilamenten

Verschillen tussen PA6, PA12 en PA612

De drie belangrijkste nylongroepen die in 3D-printen worden gebruikt, zijn PA6, PA12 en PA612. Hun chemische structuur, vochtgedrag en mechanische en thermische eigenschappen verschillen aanzienlijk.

PA6 (polyamide 6) is afgeleid van een enkele monomeer. Het is de stijfste en mechanisch sterkste van de drie. Het biedt uitstekende slijtvastheid en treksterkte, met een hoog smeltpunt (ongeveer 220–230 °C).

Het is echter zeer hygroscopisch: het kan meer dan 3% vocht uit de lucht opnemen, wat zijn dimensionele en mechanische eigenschappen aantast als het niet goed gedroogd wordt.

PA12 daarentegen heeft een langere ketenstructuur. Het is veel minder gevoelig voor vocht, met een opname van minder dan 0,5%. Hierdoor is het stabieler tijdens het printen en soepeler dan PA6. Het heeft een hoger breukrek, wat het geschikt maakt voor onderdelen die schokken of vervorming moeten weerstaan.

Het smeltpunt is lager (178–180 °C), wat het printen vergemakkelijkt en het risico op warping vermindert.

PA612 is een copolymeer dat de eigenschappen van PA6 en PA12 combineert. Het biedt uitstekende stijfheid, vergelijkbaar met PA6, terwijl het tegelijkertijd een lage vochtgevoeligheid en goede dimensionele stabiliteit behoudt.

Deze combinatie maakt het een zeer performant materiaal voor veeleisende omgevingen, met name in warme en vochtige omstandigheden. Het behoudt ook beter zijn mechanische eigenschappen na thermische veroudering of blootstelling aan vloeistoffen.

Samengevat:

• PA6: zeer stijf, slijtvast, maar sterk hygroscopisch.
• PA12: soepeler, gemakkelijker te printen, vochtbestendig.
• PA612: het beste van beide werelden, ideaal voor duurzame technische onderdelen.

Versterkte nylons: glasvezel en koolstofvezel

Om nog hogere mechanische prestaties te behalen, worden sommige formules versterkt met lange of korte vezels. Composietnylon versterkt met glasvezel biedt extra stijfheid, thermische stabiliteit en maatvastheid, vooral geschikt voor structurele onderdelen.

Koolstofnylon biedt een uitzonderlijke stijfheid-gewichtsverhouding. De aan het polymeer toegevoegde koolstofvezels verbeteren de trek- en buigsterkte en maken het materiaal tegelijkertijd lichter. Het is vooral populair in de auto-industrie, robotica en sportsector.

Technische nylons: ESD, gevulde en gemodificeerde types

Sommige speciale formules zijn ontwikkeld om aan specifieke vereisten te voldoen:

ESD-nylon (Electro Static Dissipative) is ontworpen om de opbouw van statische elektriciteit te voorkomen. Het wordt gebruikt voor gevoelige elektronische onderdelen of in ATEX-omgevingen.

Een ander voorbeeld is de Nanovia PA Food Industry: een nylonfilament dat voldoet aan de eisen van de voedingsindustrie. Voedselveilig gecertificeerd, geschikt voor onderdelen die in hygiënische omgevingen of direct contact met levensmiddelen worden gebruikt.

Fiberon Nylonfilamenten

Ontwikkeld om te voldoen aan de hoogste eisen van industrieel 3D-printen, biedt de Fiberon™-lijn van Polymaker een reeks technische, versterkte nylonfilamenten voor geavanceerde toepassingen. Elke referentie combineert een hoogwaardige polyamidebasis met glasvezels, koolstofvezels of functionele additieven, met als doel de mechanische sterkte, dimensionale stabiliteit of ESD-eigenschappen te verbeteren.

Polyfab3D biedt een compleet assortiment van Fiberon-filamenten, met spoelen in verschillende formaten (500 g en 3 kg), geschikt voor zowel productie als functioneel prototypen.

Toepassingen van nylonfilamenten

Nylonfilamenten zijn zeer veelzijdig en worden veel gebruikt in industriële sectoren waar mechanische sterkte, duurzaamheid en chemische bestendigheid essentieel zijn.

Enkele veelvoorkomende toepassingen zijn:

• – Tandwielen, lagers en bewegende mechanische onderdelen.
• – Auto-onderdelen die worden blootgesteld aan hitte, trillingen of vloeistoffen.
• – Onderdelen voor drones of robots, die licht maar sterk moeten zijn.
• – Technische houders voor elektronische apparatuur, vooral met ESD-nylon.

Ze worden ook vaak gebruikt voor functioneel prototypen, waarbij onderdelen in echte omstandigheden kunnen worden getest lang voordat ze in spuitgietproductie gaan.

Hoe nylonfilament printen

Het printen van nylon vereist enige ervaring. Het materiaal is gevoelig voor vocht, vatbaar voor warping en vereist hoge temperaturen.

De printinstellingen variëren licht per formule, maar over het algemeen geldt:

• Extrusietemperatuur: tussen 240 en 270 °C voor PA6 of PA612, en rond 240–250 °C voor PA12.
• Bedtemperatuur: tussen 80 en 100 °C om loskomen van de eerste lagen te voorkomen.
• Koeling: zwak of uitgeschakeld, want overmatige koeling kan de hechting tussen lagen verminderen.

De printsnelheid moet gematigd blijven om een goede oppervlaktekwaliteit en optimale hechting tussen de lagen te garanderen, al zijn sommige nylons van de nieuwe generatie geoptimaliseerd voor hoge snelheden.

Versterkte nylons vereisen uiteraard aangepaste printinstellingen. Daarom raden we aan om de aanbevelingen op de productfiches van elk filament te volgen.

Benodigde hardware voor het printen van nylon

Niet alle 3D-printers zijn compatibel met nylon. Om met dit type filament te printen, moet de printer aan verschillende criteria voldoen:

• Extruder die temperaturen van minstens 260–270 °C aankan, of meer voor versterkte varianten.
• Slijtvaste nozzle, zoals gehard staal of robijn, vooral bij vezelversterkte filamenten.
• Specifiek hechtoppervlak: PEI, BuildTak, Magigoo PA, of kleefstift zoals UHU kunnen nodig zijn om warping te beperken.
• Een gesloten of verwarmde behuizing helpt om de omgevingstemperatuur te stabiliseren en vervorming te voorkomen, met name bij PA6.

Vocht: een vijand die je niet mag onderschatten

Nylon is zeer hygroscopisch: het neemt snel vocht uit de lucht op, wat kan leiden tot bellen in de extrusie, een korrelige matte afwerking en een aanzienlijke afname van de mechanische eigenschappen.

Voor het printen is het dus essentieel om het filament meerdere uren te drogen:

• – In een heteluchtoven op 70–80 °C gedurende 6 tot 12 uur.
• – In een filamentdroger speciaal voor 3D-filamenten.
• – Of door het permanent te bewaren in een filamentopslag- of droogsysteem met silicagelzakjes of een automatisch systeem.

Slechts enkele uren buiten de opslag zijn voldoende om spoelen nylonfilament te verzadigen met vocht. Het wordt sterk aanbevolen om het filament tussen elke printsessie weer in een droge omgeving op te bergen.

Gloeien en nabewerking van nylonfilament

Nylon kan baat hebben bij een thermische nabewerking (annealing) na het printen. Dit verbetert de kristallijne structuur, vermindert interne spanningen en verhoogt de hitte- en treksterkte.

De procedure bestaat uit:

• – Het onderdeel verwarmen tot een temperatuur tussen 70 en 95 °C gedurende 30 tot 60 minuten.
• – Langzaam laten afkoelen in een gesloten ruimte om thermische schokken te voorkomen.

Deze behandeling is vooral nuttig voor technische onderdelen of onderdelen die zware mechanische belasting ondergaan. Het is sterk aan te raden om de specifieke instructies van de fabrikant van het filament te volgen.

Conclusie

Nylon is een veeleisend, maar uiterst krachtig materiaal. Dankzij zijn mechanische sterkte, duurzaamheid, thermische en chemische bestendigheid is het een uitstekende keuze voor het printen van functionele onderdelen met een 3D-printer. Door controle over de printparameters, opslagomstandigheden en nabewerking kun je het maximale uit dit veelzijdige materiaal halen.

Of je nu kiest voor een stijve PA6, een flexibele en makkelijk te printen PA12, of een krachtige PA612: elk nylonfilament heeft zijn eigen kenmerken en toepassingen. Het belangrijkste is om deze goed te begrijpen om ze optimaal te benutten.