Нейлон — это синтетический полимер из группы полиамидов (PA), распространенный во многих сферах. В аддитивном производстве его используют в виде филаментов (PA6) для FDM-печати, а также в виде порошка (PA11, PA12) для таких технологий, как селективное лазерное спекание или HP MultiJet Fusion. Несмотря на его активное применение в 3D печати, определенные вопросы вызывает экологичность нейлона, учитывая наличие полиамидов в его составе.
Именно поэтому мы решили посвятить нейлону нашу очередную статью. В ней мы расскажем о том, какую роль занимает этот материал в аддитивном производстве. Также проанализируем его характеристики, свойства и экологичность как в виде порошка, так и в форме филаментов.
PA6 — популярный филамент для 3D печати
PA6 представляет собой полукристаллический термопластичный полимер, который относится к наиболее востребованным полиамидам в мире. Он имеет достойный баланс цены и качества, а температура его плавления достигает 220 С. Постепенно PA6 стал востребованным в сегменте 3D печати, благодаря своим механическим свойствам и способности создавать высокопроизводительные детали. При этом печатать из PA6 сложнее, чем из пластиков PLA или ABS.
Диапазон его рабочих температур составляет 250-270 С, поэтому печать деталей из него требует особых, не допускающих усадки условий. Важное отличие PA6 от других полиамидов заключается в том, что он образуется путем полимеризации с раскрытием цикла. При анализе воздействия этого полимера на окружающую среду следует учитывать два аспекта. А именно, производственные процессы, используемые для изготовления материала, и сырье, из которого его изготавливают. Оба этих фактора будут определять углеродный след полиамида.
Характеристики порошков PA11 и PA12
Полиамиды PA11 и PA12 отличаются друг от друга лишь одним атомом углерода. Что касается их различий для 3D печати, то они обусловлены их происхождением. PA11 — это полукристаллический полимер, который получают из растительного сырья в процессе синтеза. Основным его компонентом является касторовое масло. PA11 применяют в тех сферах, где нужна химическая стойкость, гибкость, стабильность размеров и низкая проницаемость. То есть, он оптимально подходит для эксплуатации в агрессивных средах.
С другой стороны, PA12 представляет собой мелкий синтетический порошок, чаще всего изготавливаемый из нефти. Его характеристики определяются структурой полиамида, а также добавленных в нее волокон или иных присадок. Полимер имеет достойную устойчивость к химическим веществам, влиянию окружающей среды и ударам. Также он стоек к истиранию и скольжению, а еще обладает низкими показателями водопоглощения. PA12 часто применяют в таких важных отраслях промышленности, как автомобилестроение и аэрокосмическая сфера.
На первый взгляд, биопластик PA11 является более экологичным, так как он биоразлагаем и производится из возобновляемых ресурсов. Однако также при этом следует учитывать и другие факторы производства, включая химические выбросы и порядок утилизации.
Насколько экологична 3D печать из нейлона?
Как и другие синтетические пластмассы, нейлон не может разлагаться под воздействием окружающей среды. Поэтому наиболее экологичным методом утилизации данного материала является его переработка. При этом следует помнить, что перерабатывать биопластики типа PA11 довольно сложно, так как для данного процесса требуется дорогостоящее оборудование.
Ключевые преимущества с точки зрения экологичности имеет 3D печать из нейлона по технологии SLS. По завершению процесса производства детали находятся внутри слоя неспеченного порошка, который служит для них опорой. Технология SLS позволяет повторно использовать до 70% от этого порошка для печати новых изделий. С точки зрения возможностей для вторичной переработки это является существенным плюсом. Особенно по сравнению с методом FDM, который не допускает повторное применение материалов.
Что касается экологичных решений для 3D печати из нейлона, то здесь стоит отметить компанию Arkema. Она считается одним из самых известных брендов в отрасли и предлагает широкий спектр материалов для аддитивного производства, включая нейлон. Компания обладает уникальным опытом и ноу-хау в области химии клещевины. Имеющееся у нее оборудование и технологии позволяют разрабатывать широкий спектр биоразлагаемых полиамидов, одним из которых является линейка PA11 Rilsan. По мнению представителей Arkema, используемые ими биотехнологии дают возможность задействовать возобновляемое сырье для производства производительных, надежных и доступных по цене материалов для 3D печати.