如何用聚酰胺染色 3D 打印部件

尼龙或聚酰胺 (PA) 是专业 3D 打印中使用最广泛的聚合物之一 .这是由于其优异的抗冲击性、柔韧性、耐化学性和耐高温性的机械性能。

该材料目前以颗粒、细丝或粉末形式使用，具体取决于使用的是 FDM 3D 打印机还是 SLS 3D 打印设备。

尽管每种制造技术的性质不同，但聚酰胺 3D 打印部件非常坚固，可以制造功能性原型或最终部件。

图片 1：使用 FDM 3D 打印使用聚酰胺 6 3D 打印的线轴和零件。来源：智能材料。

与许多其他技术材料一样，它们通常以“天然”版本购买，不含色素添加剂。因此，这种类型的细丝或粉末通常具有白色或类白色的色调 在某些情况下，可能不适合相应的应用。 在某些情况下，可能需要获得不同颜色的饰面。

要用聚酰胺对 3D 打印部件进行染色，必须考虑到这是一种合成材料，因此必须使用合成材料专用染料，例如 RIT 合成染料，它有多种颜色可供选择。

另一个需要考虑的因素是尼龙的吸湿性。 这意味着尼龙具有从环境中吸收水分的能力， 这在存储和处理材料时是一个障碍，因为水分会对打印过程产生不利影响，甚至会导致打印失败。 因此，建议只对最终部件进行染色工艺，而不是对未加工的材料进行染色。

染色过程需要根据使用的制造技术预先准备 3D 打印部件：

• FDM 3D 打印 ：如果要使用 FDM 技术对 3D 打印部件进行染色，则必须在染色前移除基板并对部件进行后处理。清洁部件的底部非常重要，尤其是在使用了任何粘合剂的情况下。
• SLS 3D 打印 ：如果用户使用 SLS 3D 打印技术，则应首先手动去除多余的粉末，然后使用压缩空气枪。之后，建议用温水清洗部件。

图 2：采用 SLS 技术的 3D 打印部件的除尘过程。来源：Filament2print.

在这一点上，这些碎片就可以染色了。为此，必须遵循以下步骤：

1。选择染料

用户必须记住，所选择的染料必须适用于尼龙等合成材料 .如果使用天然纤维染料，很可能达不到预期的效果。

在 Filament2print，我们推荐 RIT 染料，我们多年来一直在使用它取得了出色的效果。 此外，它们的颜色范围很广，甚至允许您混合多种颜色，从而能够实现定制的色调。

图 3：RIT 染料范围。来源：Filament2print.

2。稀释染料

选择颜色后，用户必须准备水和染料溶液。 通常产生良好结果的比例为 5:1 .需要注意的是，这个溶液的比例会直接影响得到的结果 .如果需要更饱和的色调，则应减少水的比例，而如果需要饱和度较低的饰面，则可以增加水与染料的比例。

另一方面，计算完全浸没工件所需的液体体积非常重要。

3。加热溶液

下一步是加热溶液。温度也是一个决定性因素 用于有色部件的表面处理。该参数在很大程度上取决于所使用的颜色，但我们可以说它应该在 60-80 ºC 左右 .低于 60ºC，染料可能无法很好地渗透到布料中，高于 80ºC，布料可能会变形。

考虑到这一步，建议使用可以隔热的容器，这样热量不容易散失，并在整个过程中保持热量。

4。插入零件

一旦溶液达到合适的温度，就可以将 3D 打印部件放入装有染料溶液的容器中。

图片 4：染色溶液中 3D 打印部件的介绍。来源：Filament2print.

零件必须完全浸没，用户必须确保它们不会漂浮， 因为这意味着零件的一部分无法正确吸收染料，并会导致色泽不均匀。如果同时对多个部件进行着色，如果它们相互接触，也会出现同样的问题。

5。着色时间

着色时间可能会根据所需的颜色和饱和度而有所不同。 建议不时移除碎片以查看着色的演变，并在达到所需的光洁度时明确移除它们。

碎片留在溶液中的时间越长，最终颜色就会越深。您可以在下面看到如何根据着色时间实现更浅或更深的饰面。

图片 5：根据着色时间着色。来源：Filament2print.

6。清洁

从溶液中取出碎片后，应在流水下冲洗以去除多余的染料 .然后将零件放在纸巾上晾干几分钟。

最后，如果染色过程正确执行， 用户将获得均匀染色的部件。需要注意的是，无论是染料的比例还是使用的温度和染色时间，都会直接影响到成品的光洁度， 所以建议进行测试，直到达到预期的结果。

毫无疑问，得益于合成染料，使用聚酰胺在 3D 打印部件中获得多种定制饰面成为可能，这为公司提供了极大的设计自由度和个性化部件的可能性 并将它们与其他的区分开来。