{"id":23138,"date":"2023-04-10T14:01:49","date_gmt":"2023-04-10T12:01:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=23138"},"modified":"2023-04-17T15:28:08","modified_gmt":"2023-04-17T13:28:08","slug":"eigenschaften-nylon-120320201","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/eigenschaften-nylon-120320201\/","title":{"rendered":"Was sind die Eigenschaften von Nylon beim 3D-Druck?"},"content":{"rendered":"

Nylon<\/strong>, auch Polyamid (PA) genannt, ist ein in der additiven Fertigung<\/a> h\u00e4ufig verwendetes Polymer. Es handelt sich um einen synthetischen Polyamid-Kunststoff, der f\u00fcr seine bemerkenswerten mechanischen Eigenschaften bekannt ist. Unter dem Namen Nylon werden heute chemisch unterschiedliche Produkte vermarktet, die je nach der Anzahl der enthaltenen Kohlenstoffatome mit verschiedenen Nummern gekennzeichnet sind. Die auf dem 3D-Druckmarkt am weitesten verbreiteten sind PA6 in Form von Filamenten f\u00fcr die FDM<\/a>-Technologie sowie PA11 und PA12 in Form von Pulver f\u00fcr Technologien wie das selektive Lasersintern<\/a> oder den MultiJet Fusion von HP<\/a>. In diesem Leitfaden erfahren Sie alles \u00fcber dieses Material: seine Eigenschaften, Druckbedingungen, Anwendungen sowie die wichtigsten Hersteller auf dem Markt.<\/p>\n

Herstellung und Eigenschaften von Nylon<\/h3>\n

Nylon kam 1935 auf den Markt und wurde erstmals von Wallace Carothers synthetisiert, der im Labor des Chemieunternehmens DuPont, f\u00fcr das er arbeitete, Nylon 6.6<\/strong> gewann. Dieses erste Material wurde 1937 patentiert und 1938 auf den Markt gebracht und ist auch heute noch das am meisten verwendete. Nylon wurde aufgrund seiner Flexibilit\u00e4t und Festigkeit vor allem in der Textilindustrie eingesetzt: 1940 wurde es erstmals f\u00fcr die Herstellung von Damenstr\u00fcmpfen verwendet. Auch im 3D-Druck ist eine der interessantesten Eigenschaften des Materials seine Flexibilit\u00e4t. Nylon 6<\/strong> hingegen wurde erstmals von Paul Schlack in den Werkst\u00e4tten der IG Farben hergestellt und 1941 patentiert. Alle anderen Formen von Nylon sind sp\u00e4ter entstanden.<\/p>\n

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Nylon 6.6 (Bild: BASF)<\/p><\/div>\n

Wie bereits erw\u00e4hnt, sind die am h\u00e4ufigsten industriell hergestellten Nylonsorten PA 11 und 12<\/strong>. Interessanterweise unterscheiden sich diese beiden Nylonsorten nicht nur durch ein Kohlenstoffatom, sondern vor allem durch ihre sehr unterschiedliche Herkunft. PA11 wird n\u00e4mlich aus Rizinus\u00f6l, einer nat\u00fcrlichen und erneuerbaren Quelle, gewonnen, w\u00e4hrend PA12 aus Erd\u00f6l hergestellt wird. Die Herkunft von Nylon und seine Umweltauswirkungen stehen h\u00e4ufig im Mittelpunkt von Debatten \u00fcber die Nachhaltigkeit<\/a> des Materials. Wann immer es m\u00f6glich ist, entscheiden sich die Betreiber f\u00fcr PA11-Anwendungen als Alternative zu PA12, da es interessante Eigenschaften f\u00fcr Bauteile bietet, die beispielsweise Hautkontakt erfordern. Allerdings kann auch PA11 nicht als v\u00f6llig umweltfreundlich angesehen werden, da es oft an lokalen Recyclingm\u00f6glichkeiten mangelt und es daher wie andere Kunststoffe entsorgt wird.<\/p>

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Aus der Perspektive der additiven Fertigung ist es sicherlich erw\u00e4hnenswert, dass Nylon in Pulverform f\u00fcr mehrere Drucke wiederverwendet werden kann. Insbesondere das HP Multi Jet Fusion-Verfahren ist f\u00fcr die Verwendung von Polyamiden, sowohl PA12 als auch PA11, bekannt und bietet eine h\u00f6here Recyclingrate als die herk\u00f6mmliche SLS-Technologie: Bis zu 70 Prozent des w\u00e4hrend des 3D-Drucks nicht verwendeten Pulvers werden anschlie\u00dfend mit neuem Polyamidpulver gemischt, wodurch der Abfall minimiert wird.<\/p>\n

\"nylonpowder\"

Bild: Materialise<\/p><\/div>\n

Nylon im 3D-Druck<\/h3>\n

Betrachtet man Nylon f\u00fcr den 3D-Extrusionsdruck<\/strong>, d. h. als Filament, so ist Nylon meist in Form von PA6 erh\u00e4ltlich. Es ist ein Filament mit vielen interessanten Eigenschaften, darunter gro\u00dfe Flexibilit\u00e4t, Schlag- und Abriebfestigkeit. Dar\u00fcber hinaus sind seine mechanischen Eigenschaften denen von ABS<\/a> sehr \u00e4hnlich. Es ist jedoch zu beachten, dass Nylon aufgrund von Haftungsproblemen eine Heizplatte im 3D-Drucker ben\u00f6tigt (die bis zu 80 \u00b0C erreichen kann). Auch bei der Lagerung ist Vorsicht geboten, da es schnell Feuchtigkeit aufnimmt (hygroskopisches Material), was sich sp\u00e4ter auf den Druck auswirken kann. Was die Extrusionstemperatur betrifft, so muss der 3D-Drucker bis zu 250 \u00b0C, bei einigen Nylonsorten sogar bis zu 220 \u00b0C erreichen. Nylon-Filamente sind eine gute Alternative zu Polycarbonat<\/a>, da sie einfacher zu drucken sind, eine bessere Haltbarkeit aufweisen und daher ideal f\u00fcr den Druck von Teilen sind, die eine gewisse Festigkeit erfordern.<\/p>\n

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Bild: Sharebot<\/p><\/div>\n

Was die Verwendung von Nylonpulver<\/strong> f\u00fcr additive Verfahren betrifft, so ist PA12 das in der Industrie am h\u00e4ufigsten verwendete Material. Es bietet sehr gute mechanische und thermische Eigenschaften (hohe Steifigkeit, extreme Best\u00e4ndigkeit auch bei sehr niedrigen Temperaturen, Stressresistenz usw.). Im Vergleich zu Filamenten nimmt es nur wenig Feuchtigkeit auf und l\u00e4sst sich nach dem Druck sehr gut weiterverarbeiten (Lackieren, F\u00e4rben usw.). PA11 hat die gleichen Eigenschaften wie PA12, jedoch mit einigen Unterschieden: PA11 hat eine bessere thermische Stabilit\u00e4t, eine h\u00f6here Licht- und UV-Best\u00e4ndigkeit und eine gute Elastizit\u00e4t. 3D-gedruckte Teile aus diesem Polyamid haben auch eine l\u00e4ngere Lebensdauer, was es zu einem idealen Material f\u00fcr die Herstellung von Endverbrauchsteilen oder Funktionsprototypen mit wichtigen mechanischen Eigenschaften macht. PA11 nimmt mehr Feuchtigkeit auf als PA12.<\/span><\/p>\n

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Ein aus PA12 hergestelltes Teil (Bild: Sculpteo)<\/p><\/div>\n

Anwendungen<\/h3>\n

Wie bereits erw\u00e4hnt, sind die wichtigsten Eigenschaften von Nylon Flexibilit\u00e4t und Festigkeit. Als Material f\u00fcr die additive Fertigung findet es aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften und seiner Reibungs- und Verformungsbest\u00e4ndigkeit Anwendung in Bereichen wie der Automobilindustrie. Nylon wird auch zur Herstellung von starken Werkzeugen, Zahnr\u00e4dern und Scharnieren verwendet und kann sogar bestimmte Kunststoffe im Spritzgussverfahren ersetzen. Es ist auch ein biokompatibles Material: Es kann zur Herstellung von Teilen verwendet werden, die mit der Haut in Ber\u00fchrung kommen, was es zu einem interessanten Material f\u00fcr den medizinischen Bereich<\/a> macht, insbesondere f\u00fcr die Herstellung von Prothesen. Da es sich um ein nicht-abrasives Material handelt, ist es ideal f\u00fcr ergonomische Oberfl\u00e4chen von h\u00e4ufig genutzten Gegenst\u00e4nden und Innenteilen, die zu Besch\u00e4digungen neigen, da es leicht lackiert oder gef\u00e4rbt werden kann.<\/p>\n

Hersteller und Preise<\/h3>\n

Zu den wichtigsten Herstellern von Nylonfilamenten geh\u00f6ren Taulman3D, XStrand, Neofil3D, Volumic, Polymaker und Maschinenhersteller wie Zortrax, UltiMaker oder Markforged. Es sei darauf hingewiesen, dass Nylon mit Kohle- oder Glasfasern verst\u00e4rkt werden kann, um einen leistungsf\u00e4higeren Verbundwerkstoff<\/a> zu erhalten. Was den Preis anbelangt, so kostet eine klassische Rolle (500 Gramm, Durchmesser 1,75 mm) je nach Marke zwischen 25 und 40 Euro; wird ein Verbundwerkstoff gew\u00e4hlt, kann der Preis schnell auf etwa 60-70 Euro steigen. Was das Nylonpulver betrifft, so ist der franz\u00f6sische Chemiekonzern Arkema zweifellos der gr\u00f6\u00dfte Hersteller von PA11-Pulver, das seit den 1950er Jahren unter dem Namen Rilsan PA11 vermarktet wird. Das deutsche Unternehmen BASF, das auch PA6 und PA6.6 herstellt, ist mit seiner Marke Ultrasint, die mit HP Multi Jet Fusion Maschinen und einigen SLS-Druckermodellen kompatibel ist, in das Gesch\u00e4ft eingestiegen.<\/p>\n

Bei PA12 sind die Hersteller Arkema und Evonik, w\u00e4hrend EOS, 3D Systems oder Farsoon ihre in Zusammenarbeit mit Chemieunternehmen entwickelten Pulver anbieten. Es gibt aber auch Polyamidpulver, die mit Kohlenstofffasern, Kevlar oder sogar Glaskugeln versetzt sind. Ein Beispiel ist HP 3D High Reusability PA 12 Glass Beads, das, wie der Name schon sagt, ein mit 40 % Glasperlen gef\u00fcllter Thermoplast ist, der sich durch eine hohe Wiederverwendbarkeit auszeichnet. HP stellt seinerseits auch PA11- und 12-Pulver f\u00fcr seine MJF-Maschinen her. Der Preis f\u00fcr ein Kilogramm PA11 oder PA12, standardm\u00e4\u00dfig oder verst\u00e4rkt, kann je nach Zusammensetzung zwischen 100 und 200 \u20ac liegen.<\/p>\n

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Bild: HP<\/p><\/div>\n

Haben Sie bereits Erfahrung mit Nylon f\u00fcr den 3D-Druck? Lassen Sie uns gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n

*Titelbildnachweis: Fathom<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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