聚酰胺俗称尼龙(Nylon),英文名称Polyamide(简称PA),是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。包括脂肪族PA,脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中,脂肪族PA品种多,产量大,应用广泛,其命名由合成单体具体的碳原子数而定。是美国著名化学家卡罗瑟斯和他的科研小组发明的。
尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66,占绝对主导地位,其次是尼龙11,尼龙12,尼龙610,尼龙612,另外还有尼龙 1010,尼龙46,尼龙7,尼龙9,尼龙13,新品种有尼龙6I,尼龙9T和特殊尼龙MXD6(阻隔性树脂)等,尼龙的改性品种数量繁多,如增强尼龙,单体浇铸尼龙(MC尼龙),反应注射成型(RIM)尼龙,芳香族尼龙,透明尼龙,高抗冲(超韧)尼龙,电镀尼龙,导电尼龙,阻燃尼龙,尼龙与其他聚合物共混物和合金等,满足不同特殊要求,广泛用作金属,木材等传统材料代用品,作为各种结构材料。
迄今为止,选择性激光烧结粉末床-SLS工艺、多射流熔化-MJF工艺、高速烧结-HSS工艺中使用最广泛的塑料是聚酰胺(PA)- 尼龙。尼龙比其他一些塑料(如ABS)更坚固,更耐用,虽然SLS设备厂商或其他3D打印技术设备制造商都提供某种形式的PA,但目前最基本的品种是PA11和PA12,当然也有许多类型的PA复合材料,包括玻璃增强尼龙、碳纤维增强尼龙,以提供某些附加的性质。
大多数PA烧结部件不能一次打印多种颜色,有一个例外是喷墨技术(例如MJF),可以将彩色墨水沉积到3D打印部件上,以创造充满活力的全彩色对象。
本期,3D科学谷与谷友一起来领略尼龙材料的上中游情况、所对应3D打印技术、及所涉及到的3D打印设备。
要理解尼龙在3D打印应用市场的角色并不难,就拿FOOTPRINT这样的创业公司来说,此前,这家公司开发出能够精确地控制每个鞋中底设计中的‘胞元’大小、形状和位置的软件系统,能够制作出有特殊支撑需求的、不同密度的中底,基于扫描结果和算法模型来为每一双脚定制鞋。鞋中底的打印技术是3D Systems的DuraForm Flex 3D尼龙粉末SLS选择性激光烧结技术。
而Footprint用的尼龙粉末材料只是当前当前风靡投资圈的鞋中底材料中的一种,根据3D科学谷的市场研究当前市场上鞋中底材料主要分为三大派系,一是尼龙,二是TPU,三是Carbon的树脂材料。
除了民用领域,由于尼龙具有无毒、质轻、优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性,因此广泛应用于代替铜等金属在机械、化工、仪表、汽车等工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。
