Tìm hiểu các đặc điểm của nhựa Nylon trong in 3D

Nhựa Nylon là một trong các loại vật liệu quen thuộc đối với những người hoạt động trong lĩnh vực in 3D. Vậy nhựa Nylon có những đặc điểm gì và được ứng dụng như thế nào mà lại được sử dụng phổ biến đến vậy? Sau đây 3D Smart Solutions sẽ chia sẻ cho bạn các tính chất, vai trò của nhựa Nylon trong bài viết sau đây, hãy cùng theo dõi nhé!

1. Đôi nét về nhựa Nylon

1.1. Nhựa Nylon là gì? Đặc điểm của nhựa Nylon

Nhựa Nylon là một loại polyme tổng hợp có chứa các liên kết amide lặp lại trên mạch chính. Đặc điểm của loại vật liệu in 3d này là cứng, bán dẻo và có khả năng chống va đập, mài mòn cao nên được lựa chọn để in các bộ phận có độ bền cao. 

Nhựa Nylon có hai dạng là dạng sợi và dạng bột. Với tính linh hoạt cao nên được sử dụng trong hoạt động sản xuất như ép phun, đùn và sản xuất bồi đắp. Một số công nghệ in 3D sử dụng nhựa Nylon là FDM, SLS, MJF.

1.2. Tính chất vật lý

Nhựa Nylon có đặc tính chắc chắn, bền và chống mài mòn tốt. Nếu được in với độ mỏng hoàn hảo thì nó có thể duy trì độ mềm dẻo rất tốt. Hệ số ma sát thấp giúp nhựa Nylon phù hợp để chế tạo các bộ phận có chức năng chuyển động. Do đó, có thể thấy loại nhựa này thường được sử dụng để chế tạo các bản mẫu, bản lề, bánh răng và các bộ phận tương tự.

1.3. Tính chất hóa học

Bên cạnh tính chất vật lý thì bạn cũng nên hiểu thêm về tính chất hóa học của nhựa Nylon. Vật liệu này có hai đặc tính hóa học đó chính là có nhiệt độ nóng chảy cao và có tính hút ẩm. 

Đặc tính hút ẩm của nhựa Nylon vừa là ưu điểm và cũng vừa là khuyết điểm của nó. Trong khi bề mặt của một bộ phận được in cho phép sơn bám dính tốt thì nó cũng có khả năng hấp thụ hơi ẩm từ môi trường xung quanh. Điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của máy in và chất lượng sản phẩm in.

1.4. Các loại nhựa Nylon trong in 3D

1.4.1. Sợi Nylon in 3D FDM

Thông thường in 3D với nhựa Nylon sẽ khá tốn kém vì phải dùng máy in SLS và MJF, chất liệu sử dụng ở dạng bột nên giá không hề rẻ. Tuy nhiên, nếu bạn muốn tiết kiệm thì cũng có thể sử dụng máy FDM để in 3D nhựa Nylon dạng sợi. 

Máy in 3D FDM sử dụng các sợi nhỏ nóng chảy, sau đó đùn qua vòi phun lên bàn in theo từng lớp cho đến khi tạo thành vật phẩm hoàn chỉnh. Tuy nhiên chất lượng sản phẩm khi in nhựa Nylon bằng máy FDM không ấn tượng bằng máy SLS và MJF.

Có một điều bạn nên lưu ý rằng không phải máy FDM nào cũng có thể dễ dàng xử lý sợi Nylon. Máy phải có đầu in chất lượng, làm bằng kim loại và có thể chịu được nhiệt độ trên 250 độ C. Ngoài ra, nhựa Nylon cũng dễ bị cong vênh nên độ bám dính của bàn in cũng rất quan trọng.

Loại nhựa Nylon dạng sợi phổ biến tương thích với máy in 3D FDM là PA6 và PA66. Cả hai đều có những đặc tính của nhựa Nylon về độ bền, chống mài mòn và hệ số ma sát thấp. Nhưng một khuyết điểm đáng kể của 2 loại này chính là độ hút ẩm cao. Điều này có thể tác động tiêu cực đến tính chất của sợi Nylon và làm cho vật liệu này phân hủy nhanh hơn. Vì thế, bạn cần phải bảo quản trong một hộp nhựa kín khí hoặc thiết bị lưu trữ có chức năng kiểm soát độ ẩm.

(Nguồn: https://ultimaker.com/ )

1.4.2. Polyamide dạng bột

Nhựa Nylon dạng bột thường là PA12 hoặc PA11. Trong đó, PA12 là dạng phổ biến nhất trong ngành do có đặc tính cơ, nhiệt rất cao và khả năng kháng nhiều loại hóa chất khác nhau. So với dạng sợi thì bột nhựa Nylon PA12 hút ẩm ít hơn và cũng dễ gia công sau khi in như nhuộm, sơn,… Người ta có thể dùng PA12 để sản xuất các vật dụng có thể tiếp xúc với da như dụng cụ trong ngành y tế, các bộ phận giả của con người. Ngoài ra, bột nhựa Nylon PA12 cũng rất phổ biến để chế tạo bánh răng, bản lề hoặc thậm chí thay thế một số loại nhựa in 3d được sử dụng trong quá trình ép phun. 

Loại bột PA11 cũng có thể được tìm thấy trên thị trường dùng để sản xuất bồi đắp. Nó có nguồn gốc sinh học chủ yếu từ dầu thầu dầu trong khi PA12 lại có nguồn gốc từ dầu mỏ. Do đó, bột nhựa Nylon PA11 được nhận xét là thân thiện với môi trường hơn. So với với PA12 thì PA11 có thành mỏng, độ uốn dẻo, độ đàn hồi và hấp thụ độ ẩm nhiều hơn. Các sản phẩm được in bằng polyamide có tuổi thọ cao hơn nên trở thành vật liệu lý tưởng để sản xuất các bộ phận sử dụng cuối hoặc các nguyên mẫu chức năng.

(Nguồn: https://www.eos.info/ ) 

2. Ưu và nhược điểm của nhựa Nylon

Nhựa Nylon là một vật liệu in rất tốt nhưng không phải là hoàn hảo nên vẫn có những ưu và nhược điểm riêng:

3. Ứng dụng của nhựa Nylon trong in 3D

Với những đặc tính ưu việt, vật liệu nhựa Nylon được ứng dụng khá phổ biến trong in 3D, chẳng hạn như:

• In các bộ phận chuyển động: Với tính chất linh hoạt, độ bền bỉ, hệ số ma sát thấp và nhiệt độ nóng chảy cao, nhựa Nylon sở hữu khả năng chống mài mòn cực tốt. Nhờ đó nó có thể được ứng dụng để in các bộ phận chuyển động như bánh răng.
• In mô hình trưng bày: Đặc tính hút ẩm của nhựa Nylon giúp vật liệu này dễ dàng được xử lý với thuốc nhuộm vải và sơn phun, phù hợp để in các mô hình trưng bày.
• In các bộ phận của cơ thể: Nhựa Nylon hoàn toàn có thể được ứng dụng trong in sinh học để tạo ra các cơ quan, bộ phận hỗ trợ điều trị cho các bệnh nhân. Đây là bước phát triển vượt bậc trong y học, đồng thời giúp cho gia đình, bệnh nhân mau chóng lấy lại sức khỏe, tinh thần và ổn định cuộc sống.
• Thử nghiệm dược phẩm: Các mô hình in 3D được dùng để thử nghiệm các loại thuốc, dược phẩm. Đây được xem là phương pháp hiệu quả về mặt chi phí và đạo đức giúp xác định tác dụng phụ của các loại thuốc và liều lượng sử dụng thuốc an toàn.
• In thuốc: Người ta có thể dùng vật liệu nhựa Nylon để sản xuất các viên thuốc bằng quy trình in 3D. Viên thuốc được tạo ra sẽ có độ xốp nhất định nên dễ dàng hòa tan khi vào cơ thể giúp điều trị bệnh nhanh hơn. 

4. Các loại máy in 3D nhựa Nylon

4.1. Máy in 3D FDM

Một trong những loại máy in 3D FDM thích hợp để in nhựa Nylon dạng sợi có thể kể đến là Cubicon Style Plus. Với thiết kế tối ưu cùng nhiều tính năng nổi bật, Cubicon Style Plus được đánh giá dòng máy in 3D FDM tiên tiến cho chất lượng mẫu in tuyệt vời nhất:

• Cân bằng bàn in tự động: Đây là tính năng giúp hạn chế các sai lệch về chiều cao, tạo ra các mẫu in gần như hoàn hảo
• Ổn định nhiệt độ: Nhiệt độ bàn in luôn được duy trì ổn định giúp cho các vật mẫu bám dính tốt và có thể dễ dàng tách ra khi nguội đi
• Bộ đầu in 3D không gỉ: Có thể= tháo lắp và thay thế dễ dàng
• Tương thích với đa dạng vật liệu in như nhựa ABS in 3d, nhựa PETG, nhựa PLA, nhựa TPU in 3D và các loại vật liệu kỹ thuật bao gồm ABS_A100, PLA Plus và nhựa PC
• Cơ cấu cấp sợi nhựa cấp và ngắt thông minh: Giúp rút ngắn thời gian in và tiết kiệm vật liệu
• Vận hành êm ái: Cấu trúc chống rung và chống ồn giúp người dùng có trải nghiệm thoải mái nhất khi sử dụng máy in Cubicon Style Plus
• Màng lọc không khí 3 lớp: Hepa, Carbon và Purafil giúp lọc các khói bụi, khí thải sinh ra trong quá trình in 3D đảm bảo môi trường xung quanh
• Thiết kế thông minh với màn hình cảm ứng, trực quan cùng kết nối wifi giúp người dùng khai thác tối đa các tính năng của Cubicon Style Plus

(Nguồn: http://eng.3dcubicon.com/)

4.2. Máy in 3D SLS

SLS là loại máy in sử dụng tia laser để nung kết bột thành từng lớp cho đến khi tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh. Có nhiều công nghệ laser khác nhau như loại thích hợp với kim loại, thủy tinh nhưng hầu hết các máy in 3D SLS đều hướng đến polyme.

Máy in 3D SLS sử dụng vật liệu chính là nhựa Nylon dạng bột PA11, PA12 và PA12GF. Trong đó, PA11 có độ uốn dẻo, độ đàn hồi tốt và thành mỏng. Còn PA12 chắc chắn, chịu va đập tốt, bền và cứng. Và PA12GF là vật liệu có độ biến dạng thấp < 4% nên thường được ưu tiên lựa chọn để sử dụng in các sản phẩm có độ bền cao. Ngoài ra, còn có loại bột Nylon hỗn hợp chứa các hạt thủy tinh, nhôm hoặc sợi carbon.

Sử dụng máy in 3D SLS để in nhựa Nylon sẽ thuận lợi hơn so với máy in FDM. Khi hoàn thành, các sản phẩm được bao bọc hoàn toàn bởi bột không nung, đóng vai trò như giá đỡ cho các phần được thiêu kết. Đối với máy in SLS, bạn có thể tái sử dụng từ 50% – 70% lượng bột sau khi sử dụng, tận dụng lượng bột đó cho các bản in sau này. Đây thực sự là một lợi thế so với máy FDM vì bất kỳ vật liệu nào khi đã được ép đùn làm giá đỡ thì sẽ không thể chuyển đổi trở lại thành dạng sợi để tái sử dụng được nữa.

Nhược điểm lớn nhất khi sử dụng máy SLS in nhựa Nylon đó chính là chi phí. Máy in 3D SLS công nghiệp thường có giả khoảng 200.000 USD. Tuy nhiên hiện nay có một số loại máy SLS để bàn được tung ra thị trường với giá cả phải chăng hơn, khoảng 10.000 USD. 

(Nguồn: https://formlabs.com/) 

4.3. Máy in 3D MJF

Một loại máy in 3D khác có thể in nhựa Nylon với công nghệ thiêu kết độc đáo đó chính là MJF. Loại máy này được phát triển bởi Hewlett Packard và được trình làng vào năm 2016. MJF cũng tương tự như SLS nhưng sẽ có một vài điểm khác biệt như sau.

Nguyên lý hoạt động của MJF khá giống với SLS. Trước tiên, máy sẽ lót một lớp bột nhựa Nylon trên bàn in. Nếu máy SLS bắt đầu thiêu kết bằng tia laser thì MJF sẽ bổ sung thêm một bước nữa. Một chất nung chảy được phun lên trên mỗi lớp bột, dùng để thiêu kết chúng lại với nhau. Chất nung chảy này giúp bột nhựa Nylon hấp thụ nguồn nhiệt từ máy in. Trong khi SLS sử dụng tia laser công suất cao thì MJF sẽ dựa vào ánh sáng hồng ngoại công suất cao để làm nguồn nhiệt. Ánh sáng hồng ngoại kết hợp với chất nung chảy giúp đẩy nhanh quá trình thiêu kết nên MJF in nhanh hơn SLS.

Máy in 3D MJF có khả năng tạo ra các chi tiết nhỏ, sắc nét và vượt trội hơn cả máy SLS. Bên cạnh đó, sau khi in xong bạn cũng có thể tái chế lượng bột không nung lên đến 80%. Giá thị trường của máy MJF in nhựa Nylon tương đương với máy SLS công nghiệp nhưng thời gian in nhanh hơn và độ chi tiết cao hơn.

(Nguồn: https://www.hp.com/ )

5. Những lưu ý cần biết khi sử dụng nhựa Nylon in 3D

5.1. Thách thức khi in 3D với nhựa Nylon

Tuy vật liệu nhựa Nylon khá phổ biến nhưng khi sử dụng bạn chắc chắn sẽ gặp phải những khó khăn sau đây:

• Thứ nhất, nhựa Nylon có tính hút ẩm cao, ngay cả khi tiếp xúc với độ ẩm trong thời gian ngắn cũng có thể dẫn đến các sợi Nylon bị ướt. Từ đó, khi in ra sẽ khiến cho các vật in không nhất quán về độ chính xác, độ bền. 
• Đối với người mới làm việc với máy in 3D DIY để bàn, vật liệu sẽ tiếp xúc với không khí trong khi in nên dễ bị ẩm. Hơi ẩm được nhựa Nylon hấp thụ sẽ nóng lên và tạo thành bong bóng, từ đó để lại các khoảng trống trong các vật sau khi in.
• Nhựa Nylon còn dễ bị cong vênh khi bản in được làm nguội không đều, từ đó bị uốn cong và biến dạng

5.2. Lưu ý khi sử dụng nhựa Nylon in 3D

Một số lưu ý được khuyến cáo khi sử dụng nhựa Nylon để in 3D:

• Bảo quản sợi nhựa Nylon ở nơi khô ráo là điều quan trọng nhất
• Bạn nên dùng đúng loại máy in để đảm bảo cho ra sản phẩm chất lượng
• Bạn nên dán thêm một lớp giấy in và một lớp lót được gia nhiệt để giữ cho lớp dưới cùng của bản in không bị cong vênh. Để đề phòng thêm bạn tắt quạt làm mát trong khi in bằng nhựa Nylon.
• Do thành phần hóa học của nhựa Nylon mà người ta khuyến khích nên in trong khu vực thông gió tốt

5.3. Một vài mẹo in chuyên nghiệp với nhựa Nylon

Để có sản phẩm in chuyên nghiệp với nhựa Nylon, bạn có thể tham khảo các tips được chia sẻ sau đây:

• Nếu bạn không có hộp đựng kín khí để bảo quản sợi nhựa Nylon, bạn có thể làm khô chúng trước khi sử dụng bằng cách cho chúng chạy qua máy sấy thực phẩm. Thiết bị này sẽ làm khô các sợi nhựa với hiệu quả đáng kinh ngạc.

• Nylon dạng sợi làm sạch vòi phun rất tốt. Kỹ thuật này được gọi là “kéo nguội”, bạn để nhựa Nylon liên kết với các mảnh vụn bên trong vòi phun. Sau khi nó nguội đi một phần, bạn kéo sợi nhựa Nylon kèm mảnh vụn ra khỏi mô-đun nóng là được. 

6. Hậu quả khi mua nhựa 3D kém chất lượng và lời khuyên từ chuyên gia

Như bạn đã thấy, nhựa Nylon là một trong những vật liệu in tiên tiến với các đặc tính ưu việt. Tuy nhiên, thị trường hiện nay có rất nhiều hàng giả với giá thành khá rẻ nên được nhiều người tìm mua. Nếu chẳng may bạn mua phải vật liệu nhựa Nylon kém chất lượng sẽ dẫn đến những hậu quả như sản phẩm in không đẹp, vật liệu mau hỏng, ảnh hưởng đến máy in 3D,… 

Chính vì thế, bạn nên tìm mua nhựa Nylon tại các địa chỉ, cơ sở, cửa hàng có uy tín để đảm bảo hàng thật, giá thật cũng như chất lượng sản phẩm sau khi in. Nếu bạn vẫn chưa biết nơi nào có thể đáp ứng được điều này thì hãy tham khảo ngay vật liệu nhựa Nylon in 3D do 3D Smart Solutions cung cấp. Với kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực in 3D, 3DS vừa là nhà cung cấp dịch vụ in 3D và nhà phân phối chính hãng của các thương hiệu in 3D uy tín trên toàn quốc. Các sản phẩm từ 3DS chắc chắn sẽ không làm bạn phải thất vọng.

7. Tổng kết 

Qua các chia sẻ ở trên, chắc hẳn bạn cũng đã thấy được các đặc tính, ưu nhược điểm của nhựa Nylon trong in 3D. Nhờ vào những tính chất đó mà nhựa Nylon đóng một vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các mô hình, cơ quan nhân tạo, bộ phận chuyển động,… phục vụ tối ưu cho khoa học, đời sống của con người. 

Để có thể tận dụng tốt vật liệu nhựa Nylon, bạn hãy tìm mua ở những nơi uy tín, chuyên bán hàng chính hãng như 3D Smart Solutions. Tại 3DS, nhựa Nylon là một trong những vật liệu được khách hàng đặt mua nhiều nhất bởi chất lượng cực kỳ tốt với giá thành phải chăng. Với kinh nghiệm lâu năm trong lĩnh vực in 3D, 3DS tự tin là nhà phân phối chính hãng của nhiều thương hiệu lớn trên toàn cầu. Chỉ cần một vài thao tác đơn giản, các nhân viên của 3DS sẽ tư vấn thật chi tiết và chính xác loại vật liệu phù hợp với nhu cầu in 3D của bạn. Còn chần chờ gì mà không ghé ngay website để tham khảo thêm những vật liệu in chính hãng, chất lượng đến từ 3DS nhé!

Bài viết liên quan: 

• Ứng dụng của nhựa in 3D Resin Formlabs
• Những thông tin cần biết khi sử dụng nhựa peek
• Bật mí những lợi ích tuyệt vời từ nhựa Hips
• Vai trò của nhựa ASA trong in 3D
• Hệ thống và giải pháp in 3d hàng đầu thế giới