Полиамид: PA-6, PA-612 и нейлоновые композиты

Полиамид, он же нейлон, — материал для деталей, которые работают: шестерни, втулки, защёлки, крепёж. Он прочный, износостойкий и вязкий, но жадно впитывает влагу и без сушки печатается плохо.

Полиамиды — большое семейство полимеров с амидными группами в цепи. Цифры в названии показывают, сколько атомов углерода в исходных мономерах: PA-6 получают из одного мономера с шестью атомами углерода, PA-612 — из двух, с шестью и двенадцатью атомами. От этой «химической арифметики» зависят важные для печати свойства: температура плавления, жёсткость и, главное, сколько воды пластик впитывает из воздуха.

За что любят полиамид

Вязкость и усталостная прочность. Полиамидная деталь гнётся и возвращается, выдерживает тысячи циклов нагрузки там, где PLA лопнет.
Износостойкость и скольжение. Низкий коэффициент трения: шестерни, втулки, направляющие работают долго, часто без смазки.
Теплостойкость. Плавится высоко (PA-6 около 220 °C), композиты держат форму при нагреве лучше PETG и ABS.
Химстойкость. Масла, топливо, многие растворители полиамиду не страшны.

PA-6 и PA-612: в чём разница

PA-6 и PA-612 (ориентировочно)
Параметр	PA-6	PA-612
Плотность	≈1,13–1,14 г/см³	≈1,06–1,10 г/см³
Температура плавления	≈220 °C	≈210–218 °C
Влагопоглощение на воздухе	до ≈2,5–3,5 %	заметно ниже, около 1 %
Стабильность размеров во влажной среде	средняя	высокая
Жёсткость и прочность	высокие	чуть ниже, но стабильнее
В каталоге НИТ	PA-6, PA-6 CF10, GF10, SiO10	PA-612 CF15, PA-612 GF20

Практический вывод: PA-6 — максимальная прочность и жёсткость за разумные деньги, но строже требования к сушке и хранению. PA-612 впитывает намного меньше влаги, поэтому его детали меньше меняют размеры и свойства во влажной среде — это выбор для точных деталей, работающих на улице, в воде или в переменной влажности.

Диаграмма влагопоглощения PETG, PA-612 и PA-6 — PA-6 впитывает в разы больше влаги, чем PETG и PA-612.

Влага — главный враг полиамида

Сухой полиамид из герметичной упаковки начинает набирать воду буквально за часы на открытом воздухе. Влажная нить в горячем сопле кипит: слышен треск, на стенках пузыри и белёсые полосы, слои спекаются плохо, деталь становится рыхлой и слабой. Поэтому правило простое: полиамид сушат перед каждой печатью и печатают прямо из сушилки или герметичного бокса.

Сушка полиамидов НИТ
Материал	Температура	Время
PA-6	80–90 °C	12–24 часа
PA-6 CF10, GF10, SiO10	80–90 °C	12–24 часа
PA-612 CF15, GF20	80–90 °C	12–24 часа

Настройки печати PA-6

Рекомендации НИТ для PA-6
Параметр	Значение
Сопло	280–300 °C
Стол	100–110 °C
Обдув	0 %, закрытая камера
Откат	1 мм × 30 мм/с
Поток	0,98
Минимальное сопло	0,3 мм, латунь
Макс. объёмный расход	12 мм³/с
Сушка	80–90 °C, 12–24 часа

Хотэнд. Нужен цельнометаллический, работающий до 300 °C. Хотэнды с тефлоновой трубкой в горле при таких температурах разрушают трубку.
Камера. Полиамид даёт сильную усадку; закрытая камера обязательна для деталей крупнее спичечного коробка.
Адгезия. Полиамид капризен к поверхности: хорошо работает текстурированная PEI с тонким слоем клея-карандаша или специальные стеклотекстолитовые пластины. Гладкое стекло без клея — плохой выбор.
Композиты. Для CF и GF вариантов нужно сопло из закалённой стали; для PA-612 CF15 и GF20 НИТ рекомендует сопло от 0,6 мм.

Как печатать полиамид без брака

Сушка. 12–24 часа при 80–90 °C. Не пропускайте этот шаг даже с новой катушкой, если упаковка вскрыта.
Подача из сушилки. Поставьте катушку в сушилку или бокс с силикагелем и подавайте нить через трубку прямо в экструдер.
Прогрев камеры. Стол 100–110 °C, закрытая дверца, 10–15 минут ожидания перед печатью.
Первый слой. Клей на PEI, кайма 5–8 мм, скорость первого слоя пониже.
Остывание. Дайте детали остыть в камере — резкое охлаждение увеличивает коробление.

Где применять полиамид

Шестерни, червяки, звёздочки — см. печать шестерён.
Втулки, подшипники скольжения, направляющие.
Защёлки, хомуты, пружинящие крюки — см. защёлки.
Детали под капот и в моторный отсек (композиты), кронштейны, крепёж.
Инструментальная оснастка: кондукторы, захваты роботов, приспособления на производстве.

Когда полиамид избыточен: декоративные изделия, макеты, корпуса без нагрузки — тут PLA и PETG проще и дешевле. Если нужна жёсткость без возни с сушкой, сначала попробуйте PETG CF; если нужна жёсткость и теплостойкость одновременно — PA CF.

Полиамиды НИТ

Чистый PA-6 и композиты на основе PA-6 и PA-612 с углеволокном и стекловолокном.

Полиамид для производства — Оснастка, шестерни, детали машин — обсудим объёмы и подберём материал под задачу.

Вопросы и ответы

Можно ли напечатать полиамид на обычном принтере?

Нужны три вещи: хотэнд до 300 °C, стол до 100–110 °C и закрытая камера. Без них полиамид либо не плавится как надо, либо коробится.

Почему полиамид трещит при печати?

Это кипит вода в нити. Высушите катушку 12–24 часа при 80–90 °C и печатайте прямо из сушилки.

Что выбрать для шестерён: PA-6 или PA-612?

Для сухих помещений и максимальной прочности — PA-6 или PA-6 CF10. Для влажной среды и точных размеров — композиты на основе PA-612.

Нужно ли закалённое сопло для PA-6?

Для чистого PA-6 — нет, подходит латунь. Для вариантов с углеволокном, стекловолокном и SiO нужна закалённая сталь.