PA6 vs PA12: confronto tra famiglie di filamenti in nylon

Due poliammidi, un punto debole comune a livelli diversi

PA6 e PA12 appartengono entrambi alla famiglia delle poliammidi, che la knowledge base di Prusa descrive come molto resistente all'abrasione, con un'ottima adesione tra gli strati, un'elevata temperatura di fusione e un basso coefficiente di attrito. Prusa definisce anche il nylon molto difficile da stampare e lo consiglia solo a utenti esperti. Questa panoramica generale non certifica le proprietà di ogni grado di PA6 o PA12.

La differenza che conta è l'acqua. Secondo Prusa, la poliammide è igroscopica e va conservata in un contenitore ermetico con essiccante, perché una conservazione inadeguata può farle assorbire fino al 10% del suo peso. Questo avvertimento riguarda il nylon in generale, senza distinguere PA6 e PA12. La scheda PA12-CF di Polymaker, invece, mette in primo piano la bassa sensibilità all'umidità del PA12 come motivo principale per scegliere questo grado.

La pagina generale sul nylon tratta l'intera famiglia. Qui l'angolazione è più stretta: cosa dicono le schede sull'assorbimento di umidità e sulle proprietà prima e dopo l'esposizione all'acqua, e soprattutto in quali condizioni sono stati ottenuti quei numeri. Il filamento umido forma bolle, e Prusa lo collega direttamente a strati irregolari e a una superficie ruvida.

Cosa dicono le schede sull'assorbimento di umidità

La scheda Fiberon PA12-CF 10 pubblica una curva di assorbimento indicata a 23 °C e 70 % di umidità relativa, con un assorbimento d'acqua all'equilibrio dichiarato del 1.5 %. Questa condizione di esposizione all'aria differisce dalle immersioni usate per le prove meccaniche descritte sotto. La scheda non la presenta come una simulazione di un pezzo in officina e non fornisce proprietà meccaniche dopo quel condizionamento specifico.

La stessa scheda afferma che i provini a umido usati per le prove meccaniche sono stati immersi in acqua a 60 °C per 48 ore, raggiungendo un contenuto medio di umidità del 2.92%. Questo protocollo descrive il condizionamento a umido usato per le prove meccaniche della scheda; non corrisponde alla condizione di equilibrio in aria a 23 °C e 70% di UR, e la scheda non lo presenta come il caso peggiore in servizio. Il documento PA12-CF di Polymaker usa ancora un altro protocollo: 3 giorni di immersione in acqua a temperatura ambiente, senza indicare il contenuto di umidità.

Sul fronte PA6, nessuna delle fonti fornite pubblica una curva o una percentuale di assorbimento. Il documento Polymaker afferma che, rispetto al PolyMide PA6-CF e ad altri prodotti PA6 sul mercato, l'assorbimento del suo PA12-CF è il più basso. È un'affermazione del produttore sui propri prodotti, non una misura indipendente. La regola pratica è la stessa per entrambe le famiglie: conservare all'asciutto, come spiegato nella guida agli essiccatori per filamenti.

Proprietà a secco e a umido: leggi prima le condizioni di prova

La scheda Fiberon PA12-CF10 pubblica valori a secco e a umido secondo le stesse norme, ISO 527 per la trazione, ISO 178 per la flessione e ISO 179 per la resilienza Charpy, su provini ricotti a 100 °C per 16 ore. Nel piano XY indica 77.4 MPa di resistenza a trazione a secco contro 71.7 MPa a umido. Lungo Z, la resistenza a trazione scende da 52.2 a 42.1 MPa. La resistenza a flessione XY passa da 112.4 a 91.8 MPa. Il modulo di Young XY cala da 3311 a 3132 MPa.

La resilienza Charpy XY senza intaglio va nella direzione opposta, da 33.7 a 41.2 kJ/m², mentre il modulo diminuisce; la scheda pubblica questi valori senza spiegarne la causa. Questi valori sono confrontabili tra loro perché il protocollo è identico nelle due colonne. Il documento PA12-CF di Polymaker presenta un grafico secco/umido per PA6-CF e PA12-CF, con una nota secondo cui un valore con asterisco è stato registrato allo spostamento massimo della macchina di prova perché il provino non si è né rotto né snervato.

Quello che non puoi fare è confrontare i numeri di Fiberon con quelli di Polymaker. I protocolli di umidificazione differiscono: 48 ore a 60 °C da un lato e 3 giorni a temperatura ambiente dall'altro. Fiberon pubblica una ricottura a 100 °C per 16 ore per i suoi provini, mentre il grafico di confronto di Polymaker non specifica questo parametro, quindi i protocolli non sono pienamente confrontabili. La scheda Fiberon afferma inoltre che i suoi valori tipici servono solo come riferimento e confronto, non come specifiche di progetto, e il documento PolyMide si presenta come linee guida di base. I gradi al carbonio sono trattati più in dettaglio nella pagina sul nylon caricato carbonio.

Temperature, piatto ed enclosure: due profili di stampa diversi

La knowledge base di Prusa, che tratta la poliammide in generale, consiglia un ugello a 285 °C, un piatto a 110 °C e la sua piastra dedicata PA Nylon per l'adesione. Aggiunge che il nylon puro è soggetto a warping e che una temperatura ambiente elevata, cioè un'enclosure, aiuta molto. Prusa osserva che le poliammidi caricate con fibra di carbonio, come il suo PA11 Carbon Fiber, deformano molto meno e possono essere stampate senza enclosure.

Le schede PA12-CF vanno nella stessa direzione, ma con impostazioni molto diverse dal nylon puro. Polymaker indica un ugello da 260 a 300 °C, un piatto da 25 a 50 °C da non superare, una camera anch'essa limitata a 50 °C, una velocità di stampa da 30 a 60 mm/s e la ventola di raffreddamento spenta. Fiberon PA12-CF10 indica da 280 a 300 °C all'ugello, un piatto da 40 a 50 °C, una camera a temperatura ambiente e la ventola spenta.

La differenza sul piatto è notevole: 110 °C per Prusa con il nylon generico contro un tetto di 50 °C per questi gradi PA12 al carbonio. Il documento PolyMide spiega che la sua tecnologia Warp-Free si basa su un controllo fine della microstruttura e del comportamento di cristallizzazione del nylon; la scheda Fiberon dice solo che il rinforzo in fibra di carbonio e la tecnologia Warp-free migliorano la stabilità dimensionale delle stampe. Non trasferire un profilo dall'uno all'altro. Se stampi PA6 o un nylon non caricato, la pagina sulle enclosure per stampanti 3D spiega perché la temperatura ambiente conta così tanto.

Essiccazione, conservazione, ugello e ricottura: i protocolli pubblicati

Nelle fonti compaiono tre protocolli di essiccazione, e non sono intercambiabili. Prusa consiglia almeno 4 ore a una temperatura inferiore a 90 °C per la poliammide in generale. Polymaker indica 80 °C per 12 ore in forno a convezione per un PA12-CF che ha assorbito umidità, aggiungendo che il filamento viene spedito con il giusto contenuto di umidità e che anche un filamento estremamente secco può compromettere la lavorabilità. Fiberon consiglia 100 °C per 10 ore e la conservazione sotto il 20% di umidità relativa.

Un essiccatore adatto aiuta a rispettare il tempo e la temperatura indicati per il grado esatto. La guida agli essiccatori per filamenti distingue queste impostazioni dalle letture dell'umidità dell'aria: una misura dell'aria secca dentro una scatola non misura il contenuto d'acqua del filamento. Trova il protocollo per la tua bobina reale e verifica se l'essiccatore è in grado di seguirlo.

Entrambe le schede PA12-CF insistono sull'ugello. Polymaker dichiara che il suo PA12-CF contiene il 10% in peso di fibra di carbonio corta e può danneggiare un ugello in ottone dopo qualche centinaio di grammi. Fiberon è più precisa e stima la durata di un ugello in ottone in circa 9 ore con il suo PA12-CF10. Infine, entrambe le schede raccomandano la ricottura per raggiungere le proprietà pubblicate: 80 °C per 6 ore per Polymaker, dove la resistenza a trazione sale da 43.55 a 71.63 MPa, e 100 °C per 16 ore per Fiberon. La guida agli ugelli illustra le opzioni resistenti all'abrasione.

Quale famiglia si adatta al tuo pezzo

Se serve rigidità dopo l'esposizione all'acqua, esamina i confronti pubblicati prima di scegliere un grado. Polymaker definisce minime le variazioni del suo PA12-CF rispetto al PA6-CF dopo 3 giorni di immersione. Fiberon misura un assorbimento all'equilibrio del 1.5 % a 23 °C e 70 % di UR senza una prova meccanica in quella condizione; i suoi valori meccanici a umido dopo 48 ore a 60 °C diminuiscono, tra cui da 77.4 a 71.7 MPa nella resistenza a trazione XY e da 52.2 a 42.1 MPa lungo Z. Fiberon dichiara per il suo prodotto una sensibilità all'umidità inferiore a quella di PA6/PA66. Questi risultati riguardano i gradi al carbonio e i protocolli citati; non prevedono la rigidità di un pezzo reale né quella di ogni PA6 o PA12 non caricato.

Se conti sui valori a secco e controlli la conservazione, il PA6 può restare un candidato, ma le fonti fornite non contengono una scheda tecnica completa di PA6 per quantificare un eventuale vantaggio. Il grafico di Polymaker suggerisce un divario più ampio tra secco e umido per il PA6-CF, senza un protocollo dettagliato. Consideralo una tendenza, non una misura confrontabile.

In entrambi i casi, secondo le schede, tre punti non sono negoziabili: filamento essiccato secondo il protocollo del produttore, ugello resistente all'abrasione per qualsiasi grado al carbonio e ricottura quando la scheda la richiede. Nessuna delle fonti garantisce il comportamento in un'applicazione critica, e ogni produttore attribuisce all'utente la responsabilità di validare il pezzo.

Fonti e limiti

• Prusa — Poliammide (Nylon)
• Polymaker PolyMide PA12-CF — PIS V1
• Polymaker Fiberon PA12-CF10 — TDS V1.1

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