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10 Fragen über das Nylon 12 Powder für den Fuse 1

Der Fuse 1, der erste 3D-Drucker für selektives Lasersintern (SLS) von Formlabs, kam Anfang des Jahres auf den Markt. Zusammen mit dem Drucker haben wir auch unser erstes SLS-Material eingeführt: Nylon 12 Powder. Nylon 12 Powder ist ein äußerst leistungsfähiges Material für funktionales Prototyping und die Produktion komplexer Baugruppen und robuster Teile mit hoher Umweltbeständigkeit für die Endverwendung. 

In dem Webinar, das kürzlich zu dem Thema stattfand, haben Sie viele Fragen zu unseren SLS-Materialien gestellt. Wir beantworten in diesem Beitrag einige der am häufigsten gestellten Fragen zu Nylon 12 Powder sowie Fragen über die Arbeit mit dem Pulver selbst.

Fuse 1 Nylon 12 Sample Part
Probedruck

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Dieses robuste Gehäuse wurde ohne Stützstrukturen auf dem Fuse 1 gedruckt und verfügt über bewegliche Komponenten, die direkt in das Gehäuse gedruckt wurden, sowie über eine Karte im Inneren, die die gedruckten Merkmale zeigt. Fordern Sie einen kostenlosen Probedruck an, um sich selbst zu überzeugen.

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Was ist die Neuzuführungsrate bei Nylonmaterialien? Wie wirkt sich die Neuzuführungsrate auf meine Produktivität und meinen Arbeitsablauf aus?

Die Neuzuführungsrate ist die Fähigkeit eines SLS-3D-Druckers, mit einer Mischung aus neuem und recyceltem Pulver zu drucken, wodurch der Materialabfall minimiert und die Kosten pro Teil optimiert werden. Die Pulverneuzuführungsrate ist der Mindestanteil an frischem Pulver, der zum Drucken benötigt wird.

Der Fuse 1 produziert konstant hochwertige Drucke bei einer Neuzuführungsrate von 30 bis 50 % für Nylon 12 Powder. Das heißt, dass Sie fortwährend für jeden Druck bis zu 70 % des Pulvers zurückgewinnen. Unser SLS-Ansatz ermöglicht einen geringen bis gar keinen Abfall, d. h. geringere Materialkosten und letztlich mehr Druck. In umfangreichen internen und externen Tests wurde auch nach Dutzenden von Druckzyklen keine Qualitätsverschlechterung festgestellt. In Kombination mit den hohen Druckdichten, die mit dem Fuse 1 möglich sind, verzeichnen unsere Kunden keinen Abfall und verbrauchen manchmal sogar regelmäßig ihr gesamtes gebrauchtes Pulver.

Neben einer konkurrenzfähigen Neuzuführungsrate erleichtert die Fuse Sift Pulverrückgewinnungsstation das Recycling des Pulvers. Stellen Sie einfach die gewünschte Neuzuführungsrate auf dem Touchscreen ein und das Sieb des Fuse Sift filtert die Partikel heraus, die mit neuem Pulver vermischt und für zukünftige Drucke verwendet werden können.

Gehäuse von Pathfinder-Systems, das auf dem Fuse 1 mit Nylon 12 Powder gedruckt wurde.

Gehäuse von Pathfinder-Systems, das auf dem Fuse 1 mit Nylon 12 Powder gedruckt wurde.

Wie kann ich das Pulver optimal ausnutzen? Wie berechne ich die Druckkosten?

Indem Sie sowohl die oben genannte Neuzuführungsrate als auch die Packungsdichte Ihrer Drucke berücksichtigen, können Sie das Pulver optimal ausnutzen und die Kosten pro Teil so niedrig wie möglich halten. 

Wenn Sie die Teile enger aneinander platzieren, wird weniger Pulver verbraucht. Der Fuse 1 kann Teile in der Konstruktionskammer eng packen, sowohl im Verhältnis zu den anderen Teilen als auch zu den Kanten der Konstruktionskammer. So wird der Konstruktionsbereich optimal ausgenutzt.

Um die grundlegenden Druckkosten zu berechnen, laden Sie unsere kostenlose Software PreForm herunter. Importieren Sie Ihre STL- oder OBJ-Datei und wählen Sie Nylon 12 Powder, um zu sehen, wie viel Pulver pro Teil verbraucht wird. Führen Sie rechts im Fenster unter Details die Maus über Total Powder (Gesamtes Pulver), um eine Aufstellung über Fused Powder (Gesintertes Pulver)Unfused Powder (Ungesintertes Pulver) und Packing Density (Geschätzte Packungsdichte) zu erhalten. So können Sie eine grobe Schätzung der Kosten pro Teil erstellen. 

Wenn Sie Pulver kontinuierlich reycyceln, können Sie die Kosten pro Teil mit der Zeit senken und die Menge an Pulverabfall reduzieren.

Überprüfen Sie bei jedem Druck mit dem Fuse 1 die Menge an gesintertem und an ungesintertem Pulver sowie die Packungsdichte in der PreForm Druckvorbereitungssoftware.

Überprüfen Sie bei jedem Druck mit dem Fuse 1 die Menge an gesintertem und an ungesintertem Pulver sowie die Packungsdichte in der PreForm Druckvorbereitungssoftware.

 

Wie sieht die weitere Materialentwicklung für den Fuse 1 aus? Sollen noch andere Materialien als Nylon 12 Powder auf den Markt kommen?

Aktuell (März 2021) ist das Nylon 12 Powder verfügbar. Zudem soll das Nylon 11 Powder ebenfalls bald auf den Markt kommen. Zahlreiche weitere Materialien befinden sich in der Entwicklung.

Ist der Fuse 1 kompatibel mit Materialien von Drittanbietern?

Es können keine Materialien von anderen Anbietern als Formlabs auf dem Fuse 1 gedruckt werden und es gibt keinen offenen Modus. Formlabs wird verschiedene Materialien entwickeln, um die Fähigkeiten der Fuse 1 Plattform zu erweitern. 

Wir haben viel Arbeit und Technik in diesen einzigartigen Drucker mit seinem einzigartigen Pulver gesteckt, um industrielle Teilequalität zu einem Bruchteil der Kosten der Konkurrenzgeräte zu erzielen. Der Einsatz von Formlabs-Pulver mit Ihrem Fuse 1 sorgt für einen reibungslosen Arbeitsablauf und wurde mit Hinblick auf Hardware, Software und Materialien eingehend validiert.

Sind Teile aus Nylon 12 Powder biokompatibel?

Im Allgemeinen sind mit Nylon 12 Powder gedruckte Teile biokompatibel. Wir haben verschiedene Biokompatibilitätstests durchgeführt, die Sie im technischen Datenblatt (TDB) finden. 

Die Materialeigenschaften können je nach Teilekonstruktion und Fertigungsverfahren variieren. Es liegt in der Verantwortung des Herstellers, die Eignung der Druckteile für ihren Verwendungszweck zu überprüfen. Weitere Analysen, Verifizierungen und Validierungen der spezifischen Anwendung und Fertigungsmethoden sind zusätzlich erforderlich.

Weitere Informationen erhalten Sie bei unserem Team. Wenden Sie sich an einen Gesundheitsspezialisten, um mehr über Ihre spezifische Anwendung zu erfahren.

Matthew Mikosz, Gründer von Partial Hand Solutions, druckt patientenspezifische Prothesen auf dem Fuse 1. Erfahren Sie, wie Partial Hand Solutions den Fuse 1 verwendet.

Matthew Mikosz, Gründer von Partial Hand Solutions, druckt patientenspezifische Prothesen auf dem Fuse 1. Erfahren Sie, wie Partial Hand Solutions den Fuse 1 verwendet.

 

Welche Art von Nachbearbeitung wird für Druckteile aus Nylon 12 Powder empfohlen?

Teil des Fuse 1 Ecosystem ist der Fuse Sift, eine vollständige Nachbearbeitungsstation, die Teileentnahme, Pulverrückgewinnung, Lagerung und Mischen in einem einzigen freistehenden Gerät kombiniert.

Formlabs empfiehlt die Durchführung zusätzlicher Nachbearbeitungsschritte, um die Körnigkeit der Teile zu reduzieren und die Oberflächenbeschaffenheit zu verbessern. Eine Strahlkabine, in der Druckluft und ein Strahlmittel wie Siliziumkarbid eingesetzt werden, ist sehr zu empfehlen. Jedes Strahlsystem, in dem Glas oder Kieselerde zum Einsatz kommt und das über einen Arbeitsbereich verfügt, der das gesamte Fuse 1 Fertigungsvolumen (165 × 165 × 300 mm) aufnehmen kann, ist ausreichend. 

Wenn Sie am Kauf einer Strahlkabine interessiert sind, jedoch Bedenken hinsichtlich der Vorlaufkosten haben, empfehlen wir verschiedene Kabinen die bereits für unter 900 EUR von FastenalGrainger und McMaster-Carr. verfügbar sind.

SLS-Teile können besprüht, lackiert, galvanisiert und beschichtet werden, um ihnen verschiedene Farben, Oberflächenbeschaffenheiten und Eigenschaften zu verleihen, darunter Wasserdichtigkeit (Beschichtung) und Leitfähigkeit (Galvanisieren). Teile aus Formlabs Nylon 12 Powder sind dunkel und eignen sich deshalb nicht gut zum Färben.

Der Fuse Sift kombiniert Teileentnahme, Pulverrückgewinnung, Lagerung und Mischen in einem einzigen, freistehenden Gerät.

Der Fuse Sift kombiniert Teileentnahme, Pulverrückgewinnung, Lagerung und Mischen in einem einzigen, freistehenden Gerät.

 

Welche Sicherheits- oder Standortanforderungen müssen bei der Anwendung des Fuse 1 mit Nylon 12 Powder erfüllt werden?

Umfassende Informationen zu den Sicherheits- und Standortanforderungen finden Sie in unserem Sicherheitsdatenblatt (SDB)Vorgaben und Auflagen unterscheiden sich je nach Anwendungssituation und Region.

Der Fuse 1 eignet sich am besten für den Einsatz in einer Werkstatt oder einer Maschinenhalle; er kann jedoch auch in einem Büro eingesetzt werden. Wenn Sie über eine große offene Bürofläche mit einheitlichen organisatorischen Abläufen verfügen, sollte nichts gegen die Installation des Fuse 1 und des Fuse Sift sprechen. Der Fuse Sift sollte mindestens 10 Meter von den Schreibtischen der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aufgestellt werden. Wenn Zweifel bestehen, empfehlen wir Ihnen die Durchführung einer Luftqualitätsanalyse, um Ihre Zielvorgaben zu erfüllen.

Pulverhandhabung und -sicherheit werden in unseren Fuse 1 Schulungssitzungen als Teil unserer Servicepläne für Fuse 1 und Fuse Sift behandelt. Im Allgemeinen wird folgende Ausstattung für Bediener benötigt:

  • Atemschutz mit Partikelfilter (N95 oder besser).
  • Nitril-Einweghandschuhe.
  • Splitterfeste Schutzbrillen mit peripherem Schutz.

Sobald die Druckteile vollständig nachbearbeitet sind, ist keine persönliche Schutzausrüstung bei der Handhabung mehr erforderlich.

Was sind einige der wichtigsten mechanischen Eigenschaften von Nylon 12 Powder?

Im technischen Datenblatt (TDB) finden Sie einen Überblick über die mechanischen Eigenschaften. 

Im Allgemeinen ist Nylon 12 Powder ein stabiles, robustes und haltbares Material. Teile aus Nylon 12 Powder, die auf dem Fuse 1 gedruckt wurden, sind echte Thermoplaste, die sich für funktionsfähige Endverbrauchsteile eignen. Teile aus Nylon 12 Powder absorbieren sehr wenig Feuchtigkeit und unterliegen keinen Veränderungen der Form oder der mechanischen Eigenschaften, wie dies bei geläufigen Nylonmaterialien wie Nylon 6 oder Nylon 6,6 der Fall sein kann.

Wenn Sie mit Formlabs Stereolithografie-(SLA)-Druckern vertraut sind, können Sie davon ausgehen, das Druckteile aus dem Fuse 1 noch langlebiger und stabiler sind. Im Vergleich zu Stereolithografiematerialien verfügen Druckteile aus Nylon 12 Powder über eine längere Lebensdauer, bessere Kriechfestigkeit und eine bessere Verschleiß-, Chemikalien- und UV-Beständigkeit.

EigenschaftNylon 12 Powder (SLS)Tough 2000 Resin (SLA)
Maximale Zugfestigkeit50 MPa46 MPa
Zugmodul1,85 GPa2,2 GPa
Bruchdehnung (X/Y)11 %28 %
Bruchdehnung (Z)6 %nicht zutreffend
Wärmeformbeständigkeitstemperatur bei 0,45 MPa87 °C53 °C

Wie viel Material ist erforderlich, um einen Druck auf dem Fuse 1 zu beginnen?

Wir empfehlen, mit 18 kg Nylon 12 Powder zu beginnen. Dies ist genug Pulver, um eine kleine Anzahl an Druckvorgängen auf dem Fuse 1 durchzuführen. 

So viel Pulver ist jedoch nicht für Ihren ersten Druck erforderlich. Sie können auch Drucke fertigstellen, die die Konstruktionskammer nur teilweise füllen. Die Konstruktionskammer wird nur mit so viel Pulver gefüllt, dass das höchste Teil in der Z-Achse bedeckt ist. Sie können die oben genannten Pulvermengenschätzung in PreForm nutzen, um zu bestimmen, wie viel Pulver Sie in den Einfülltrichter geben müssen; Sie können den Einfülltrichter aber auch ganz füllen, um für einen unterbrechungsfreien Arbeitsablauf zu sorgen.

Nylon 12 Powder wird in 3 kg Flaschen geliefert und in 6-kg-Stückzahlen verkauft. Wir empfehlen, mit 18 kg zu beginnen.

Nylon 12 Powder wird in 3 kg Flaschen geliefert und in 6-kg-Stückzahlen verkauft. Wir empfehlen, mit 18 kg zu beginnen. 

 

Können Materialien beim Fuse 1 ausgetauscht werden?

Der Austausch von Materialien beim Fuse 1 ist ein aufwendiger Prozess, der jedoch möglich ist. Wenn Sie regelmäßig mehrere Materialien verwenden möchten, empfehlen wir den Einsatz eines Fuse 1 und eines Fuse Sift pro Material. Alle Spuren eines bestimmten Pulvers von einem Gerät zu entfernen ist zeitintensiv. Es könnte außerdem zu Beeinträchtigungen beim Druck des Folgematerials kommen.

Wie lassen sich die Oberflächengüte und der Detailgrad bei Druckteilen aus dem Fuse 1 mit Formlabs SLA-Druckern wie dem Form 3 und dem Form 3L vergleichen?

Die Oberflächenrauigkeit bei Druckteilen aus dem Fuse 1 lässt sich mit dem von Teilen aus hochwertigen SLS-Industriedruckern vergleichen. Durch die Nachbearbeitung mit einem Strahlgerät oder einer Poliertrommel entsteht eine glatte Oberfläche, wobei noch etwas Rauheit beim Berühren festzustellen ist.

Wenn eine möglichst glatte Oberflächenbeschaffenheit und sehr feine Details oberste Priorität haben, empfehlen wir einen unserer Stereolithografie-(SLA)-Drucker: den Form 3 mit einer kompakten Standfläche oder den Form 3L für großformatigen Druck. Für funktionsfähige, produktionsfertige Teile, die Festigkeit und Detailgrad miteinander vereinen, ist der Fuse 1 das Gerät der Wahl.

 

Vertiefender Einblick: Der Fuse 1 Arbeitsprozess

Sind Sie an einem vertiefendem Einblick in den Fuse 1 Arbeitsprozess interessiert? Sehen Sie sich auf Abruf unser Webinar an. In diesem kostenlosen Online-Webinar stellen Ihnen unser Application Engineer Markus Bucher und Channel Sales Manager für DACH Nils Boshüsen den Fuse 1 und den Fuse Sift vor. Sie erfahren auch, wie Sie mit SLS 3D-Druck produktionsfertige Nylonteile herstellen können.