In 3D bằng Nylon đang mở ra một chương mới trong sản xuất công nghiệp nơi tính bền, độ linh hoạt và hiệu suất cơ học được đặt lên hàng đầu. Tại Vinnotek, chúng tôi không chỉ đơn thuần in 3D, mà còn làm chủ công nghệ và vật liệu Nylon để tạo ra những giải pháp chính xác, bền bỉ và sẵn sàng hoạt động trong môi trường thực tế khắt khe. Với vai trò tiên phong, Vinnotek cam kết đồng hành cùng doanh nghiệp Việt trong hành trình chuyển đổi số và sản xuất thông minh.
1. Giới thiệu về in 3D Nylon
Nylon thường yêu cầu nhiệt độ đầu đùn khoảng 250 ºC để in hiệu quả. Tuy nhiên, một số dòng vật liệu được cải tiến với thành phần hóa học đặc biệt cho phép in ở nhiệt độ thấp hơn, khoảng 220 ºC. Đây là lợi thế lớn đối với các máy in không được trang bị đầu phun chịu nhiệt cao, giúp người dùng tránh phải nâng cấp phần cứng.
Một trong những thách thức lớn nhất khi in 3D với nylon là đặc tính hút ẩm mạnh. Vật liệu này dễ dàng hấp thụ hơi nước từ không khí, và nếu in khi sợi đã hút ẩm, chất lượng sản phẩm sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng gây hiện tượng lỗ khí, bề mặt thô hoặc kém bền cơ học. Vì vậy, việc bảo quản sợi nylon trong điều kiện khô ráo, kín khí là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo kết quả in tối ưu.
2. Ưu và nhược điểm của in 3D bằng nylon
In 3D bằng Nylon được đánh giá cao nhờ độ bền, độ dẻo và khả năng chịu mài mòn vượt trội.Tuy nhiên, vật liệu này rất dễ hút ẩm và dễ cong vênh nếu không kiểm soát đúng điều kiện in.Việc hiểu rõ ưu và nhược điểm sẽ giúp khai thác tối đa tiềm năng của Nylon trong sản xuất.
Ưu điểm nổi bật của sợi Nylon
- Độ bền và khả năng chịu lực vượt trội: Nylon cho phép tạo ra các chi tiết bền chắc, chịu va đập và mài mòn cao, không bị giòn hay gãy như một số vật liệu khác.
- Tính linh hoạt cao: Các phần in mỏng bằng nylon rất dẻo, phù hợp cho các chi tiết cần độ uốn, hoặc yêu cầu ma sát thấp mà không cần bôi trơn.
- Khả năng chống hóa chất và tia UV tốt: Nylon có ưu thế khi sử dụng trong môi trường khắc nghiệt so với PLA hoặc vật liệu in 3D ABS.
- Dễ nhuộm màu và hoàn thiện bề mặt mịn: Sản phẩm in nylon thường có kết cấu bề mặt mượt, thích hợp cho ứng dụng cần tính thẩm mỹ.
- Tính ứng dụng rộng: Nylon được dùng nhiều trong ngành cơ khí, điện tử, ô tô, y tế, nhờ độ bền kéo và đặc tính cơ học ổn định.
Nhược điểm cần lưu ý
- Hấp thụ độ ẩm mạnh: Nylon có thể hút tới 10% trọng lượng nước chỉ trong 24 giờ. In khi vật liệu còn ẩm sẽ gây hiện tượng nổ bề mặt, lớp in không đều và giảm độ bền. Do đó, việc sấy khô và bảo quản kín khí là bắt buộc.
- Dễ cong vênh (warping): Sự co rút khi nguội khiến nylon dễ biến dạng. Cần giường in nhiệt độ cao và kiểm soát môi trường in tốt.
- Thời gian sử dụng hạn chế: Phần lớn sợi nylon nên được sử dụng trong vòng 12 tháng kể từ ngày mở niêm phong.
- Khó kiểm soát nhiệt độ in: Mỗi thương hiệu sợi nylon có thể yêu cầu dải nhiệt độ khác nhau, dao động từ 230°C đến 300°C.
Thiết lập kỹ thuật khi in nylon
- Nhiệt độ đầu phun: 240°C – 260°C là phổ biến, nhưng nên điều chỉnh theo từng loại sợi.
- Nhiệt độ bàn in: 80°C – 100°C giúp hạn chế cong vênh. Nên sử dụng keo dán hoặc bề mặt PEI để tăng độ bám lớp đầu tiên.
- Sấy sợi: Trước khi in, sấy ở 85°C trong 5–6 giờ (dùng lò sấy hoặc hộp sấy chuyên dụng). Tránh sấy không giám sát để đảm bảo an toàn.
- Bảo quản: Dùng hộp kín khí kèm gói hút ẩm silica gel, có thể tái sử dụng bằng cách sấy lại.
>>> Xem thêm: các dòng máy in 3D công nghiệp tại Vinnotek
3.Ứng dụng của nylon trong in 3D
Nylon là một trong những vật liệu polymer kỹ thuật được ưa chuộng nhất trong của nhựa in 3D nhờ sự kết hợp hài hòa giữa tính linh hoạt, độ bền cơ học và khả năng chống mài mòn. Những đặc tính này khiến nylon trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao trong nhiều ngành công nghiệp.
- Ứng dụng trong ngành ô tô
Trong lĩnh vực ô tô, nylon thường được sử dụng để sản xuất các bộ phận chịu ma sát, tải trọng động hoặc nhiệt độ cao, như:
- Vòng đệm và bánh răng truyền động
- Giá đỡ, kẹp giữ và ống dẫn khí
- Các bộ phận thay thế cho linh kiện nhựa đúc phun truyền thống
Với đặc tính đàn hồi tốt nhưng vẫn duy trì độ bền kéo cao, nylon giúp giảm thiểu nguy cơ biến dạng khi lắp ráp và vận hành lâu dài.
- Cơ cấu chuyển động: bánh răng, bản lề, khớp nối
Nhờ khả năng chịu mài mòn và giảm tiếng ồn tốt, nylon được ứng dụng rộng rãi trong các cơ cấu chuyển động như bánh răng, bản lề hoặc khớp nối. Ngoài ra, đặc tính tự bôi trơn tự nhiên của nó giúp giảm thiểu nhu cầu bảo trì trong quá trình sử dụng.
- Thay thế vật liệu đúc phun
Với độ ổn định hình học và khả năng chịu nhiệt ở mức vừa phải, nylon có thể thay thế cho nhiều loại nhựa kỹ thuật được sử dụng trong ép phun, đặc biệt là trong sản xuất loạt nhỏ hoặc các linh kiện cần tùy biến.
- Y sinh và tiếp xúc da
Một số loại nylon có khả năng tương thích sinh học, cho phép sử dụng trong các sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với da người như:
- Chân tay giả
- Thiết bị đeo cá nhân
- Dụng cụ y tế tạm thời
Khả năng kết hợp độ bền với tính an toàn sinh học mở ra hướng đi mới trong sản xuất thiết bị y tế tùy chỉnh bằng in 3D.
- Nội thất và sản phẩm tiêu dùng
Nylon là vật liệu ít mài mòn, rất thích hợp để sản xuất các chi tiết nội thất, phụ kiện hoặc các sản phẩm phải sử dụng lặp lại trong thời gian dài. Nhờ khả năng dễ gia công bề mặt và dễ nhuộm màu, các chi tiết in nylon không chỉ bền mà còn đạt tính thẩm mỹ cao, phù hợp với các thiết kế hiện đại.
>>> Thông tin hữu ích: Máy in 3D FDM được sử dụng nhiều nhất hiện nay
4. Yêu cầu về máy in 3D khi in 3D bằng Nylon
Nylon là một vật liệu kỹ thuật hiệu suất cao, nhưng cũng đòi hỏi máy in 3D phải được tối ưu hóa kỹ lưỡng để đạt được kết quả in ổn định và chính xác. Trước khi bắt đầu quá trình in, người dùng cần đảm bảo hệ thống phần cứng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu sau:
- Bề mặt giường in (Build Plate)
Nhiệt độ giường: Từ 70–90 °C
Giường in cần được gia nhiệt để giảm thiểu hiện tượng cong vênh (warping) một vấn đề phổ biến khi in với Nylon do tính co ngót cao khi nguội.
Yêu cầu giường sưởi ấm: Bắt buộc
Không có giường sưởi, chi tiết in rất dễ bị bong khỏi bề mặt trong quá trình in.
Buồng in kín: Khuyến nghị mạnh mẽ
Nylon rất nhạy với sự thay đổi nhiệt độ và dòng khí lạnh. Một buồng in kín giúp duy trì môi trường nhiệt ổn định, giảm biến dạng và nứt lớp.
- Bề mặt in (Build Surface)
Loại bề mặt: PEI hoặc sử dụng keo dán chuyên dụng (glue stick)
Nylon có khả năng bám dính kém với nhiều loại bề mặt thông thường. Sử dụng keo dán hoặc tấm PEI có thể cải thiện đáng kể độ bám và độ ổn định của bản in.
- Hệ thống máy đùn (Extruder)
Nhiệt độ đầu đùn: 225–265 °C
Cần kiểm soát nhiệt độ chính xác để đảm bảo sự nóng chảy hoàn toàn và ổn định của sợi Nylon.
Yêu cầu đầu đùn: Nên dùng đầu đùn hoàn toàn bằng kim loại (all-metal hotend)
Do nhiệt độ in cao, các đầu đùn với lớp lót PTFE có thể bị hỏng hoặc phát sinh khí độc nếu vượt quá giới hạn chịu nhiệt.
- Hệ thống làm mát (Cooling)
Quạt làm mát lớp: Không khuyến nghị sử dụng
Nylon cần được làm nguội từ từ để tránh hiện tượng co rút và nứt lớp. Tắt quạt làm mát hoặc sử dụng ở mức tối thiểu để đảm bảo độ bền kết cấu giữa các lớp in
5. Kinh nghiệm khi in 3D nylon giúp tối ưu chi phí
Nylon là một trong những vật liệu in 3D kỹ thuật mạnh mẽ và đa dụng nhất hiện nay, được ưa chuộng trong các ngành công nghiệp đòi hỏi cao về cơ tính và độ bền như ô tô, cơ khí chính xác và hàng tiêu dùng cao cấp. Tuy nhiên, để khai thác hiệu quả toàn bộ tiềm năng của Nylon, người vận hành máy in cần hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng in, đặc biệt là độ ẩm và kiểm soát nhiệt.
>>> Có thể bạn quan tâm: các dòng máy in 3D SLS được ưa chuộng hiện nay
- Quản lý độ ẩm
Nylon có cấu trúc phân tử hút ẩm mạnh, có thể hấp thụ tới 10% trọng lượng nước chỉ sau vài giờ tiếp xúc với không khí. Việc in bằng sợi Nylon ẩm là nguyên nhân chính gây ra:
Bề mặt in mờ đục, nhám, thiếu chi tiết
Lỗ rỗng hoặc bong bóng trong chi tiết (do hơi nước bốc hơi ở đầu đùn)
Suy giảm độ bền cơ học và chất lượng sản phẩm tổng thể
Giải pháp chuyên nghiệp:
Sấy sợi Nylon trước khi in: Nhiệt độ sấy khuyến nghị là 70–80 °C trong 4–6 giờ, sử dụng lò sấy chuyên dụng hoặc thiết bị sấy filament tích hợp.
Bảo quản trong môi trường kiểm soát ẩm: Sau khi sử dụng, ngay lập tức bảo quản cuộn sợi trong hộp kín khí có chứa chất hút ẩm (silica gel, molecular sieve).
Sử dụng hộp lưu trữ sợi (drybox): Đối với in liên tục hoặc kéo dài, hãy đầu tư vào một hộp lưu trữ chuyên dụng có khả năng in trực tiếp từ trong hộp, đảm bảo sợi luôn khô trong suốt quá trình in.
- Giảm thiểu cong vênh
Cong vênh (warping) là hiện tượng mép chi tiết bị co rút và bong khỏi bàn in, thường xảy ra do sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa lớp in và môi trường xung quanh. Điều này đặc biệt nghiêm trọng với các loại Nylon hiệu suất cao, có nhiệt độ nóng chảy và co ngót cao.
Giải pháp hiệu quả:
Buồng in kín (enclosure): Duy trì nhiệt độ môi trường in ổn định quanh mức 40–50 °C giúp giảm sốc nhiệt và giữ độ bám dính của lớp đầu tiên.
Bề mặt in được chuẩn bị đúng cách: Sử dụng keo dán chuyên dụng cho Nylon, tấm PEI, hoặc Garolite G10 để tăng độ bám.
Giường in được gia nhiệt (70–90 °C): Giúp hạn chế co ngót khi vật liệu nguội.
- Hỗ trợ bám dính lớp đầu tiên
Chi tiết in sẽ không thành công nếu lớp đầu tiên không bám chắc. Ngoài lựa chọn đúng vật liệu bề mặt, các kỹ thuật sau giúp cải thiện đáng kể độ ổn định bản in:
Kỹ thuật hỗ trợ:
Brim (vành mũ): Thêm các vòng xung quanh chi tiết giúp giữ chặt mép ngoài, đặc biệt hữu ích cho các chi tiết mỏng và dài.
Raft (lớp nền): In thêm một lớp nền dưới toàn bộ chi tiết để đảm bảo bề mặt bám tốt, đặc biệt trên bề mặt in kém ổn định.
Sử dụng slicer hiện đại: Simplify3D v4.0+, PrusaSlicer, hoặc Bambu Studio có thuật toán tạo brim/raft tối ưu, giảm rủi ro cong vênh ngay cả với vật liệu khó in như Nylon.
- Tinh chỉnh thông số in
Không phải tất cả các loại Nylon đều giống nhau. Có loại pha sợi carbon, loại chịu nhiệt cao, hoặc loại mềm dẻo hơn. Mỗi dòng yêu cầu tinh chỉnh thông số riêng biệt.
Thông số khuyến nghị chung:
Nhiệt độ đầu đùn: 240–260 °C
Tốc độ in: 30–60 mm/s
Chiều cao lớp: 0.1–0.2 mm
Retraction (rút sợi): 1–3 mm, tốc độ trung bình, tùy máy đùn
Ngoài ra bạn cần chọn được loại máy in phù hợp với nhu cầu sử dụng. Nếu bạn đang phân vân về giá máy in 3D thì hãy tham khảo tại Vinnotek.
6. So sánh sợi nylon với những vật liệu khác
Trong lĩnh vực in 3D, việc lựa chọn vật liệu phù hợp là yếu tố quyết định đến hiệu suất, độ bền và độ ổn định của sản phẩm cuối cùng. Sợi Nylon (Polyamide) nổi bật trong nhóm vật liệu kỹ thuật cao nhờ khả năng chịu lực, dẻo dai và kháng hóa chất vượt trội. Tuy nhiên, để lựa chọn đúng đắn, cần hiểu rõ cách Nylon so sánh với các vật liệu phổ biến khác như PLA, ABS, PETG và sợi composite
| Yếu tố | Nylon | PLA | ABS | PETG | Nylon + CF/Glass |
|---|---|---|---|---|---|
| Độ bền cơ học | ★★★★★ (cao – chịu mỏi, va đập tốt) | ★★☆☆☆ (thấp – dễ gãy khi uốn) | ★★★★☆ (tốt, cứng chắc) | ★★★☆☆ (trung bình – cao) | ★★★★★★ (rất cao – gấp 2–5 lần Nylon) |
| Độ cứng | Trung bình | Trung bình | Cao | Trung bình – cao | Rất cao, ít biến dạng |
| Độ dẻo / đàn hồi | Cao | Trung bình | Thấp | Trung bình | Giảm đáng kể |
| Dễ in | ★★☆☆☆ (cần kiểm soát ẩm, buồng kín) | ★★★★★ (rất dễ, phù hợp người mới) | ★★☆☆☆ (nhạy nhiệt, dễ cong) | ★★★★☆ (ổn định, dễ điều chỉnh) | ★☆☆☆☆ (khó – yêu cầu cao về thiết bị) |
| Hút ẩm | Rất cao | Trung bình | Trung bình | Thấp | Rất cao |
| Kháng hóa chất | Rất tốt | Kém | Tốt | Tốt | Rất tốt |
| Tính trong suốt | Không | Có | Không | Có thể in trong suốt | Không |
| Khả năng phân hủy sinh học | Không | Có | Không | Không | Không |
| Nhiệt đầu đùn | 240–260 °C | 190–220 °C | 220–250 °C | 220–250 °C | 250–270 °C |
| Cong vênh | Rất dễ nếu không kiểm soát | Rất ít | Dễ | Rất ít | Dễ – cần buồng kín |
| Mài mòn đầu phun | Trung bình | Thấp | Thấp | Thấp | Cao – cần đầu phun Hardened Steel |
| Khả năng in kéo dài | Ổn định kém nếu hút ẩm | Tốt | Trung bình | Tốt | Ổn định nếu môi trường kiểm soát |
| Ứng dụng chính | Chi tiết kỹ thuật, chịu lực | Mô hình, đồ trang trí | Vỏ linh kiện, cơ khí | Dụng cụ kỹ thuật nhẹ | Thay thế kim loại nhẹ, chi tiết tải trọng cao |
>> Xem thêm một số loại nhựa in 3D phổ biến hiện nay:
- vật liệu in 3D ABS
- vật liệu in 3D HIPS
- vật liệu in 3D PETG
- vật liệu in 3D TPU
- vật liệu in 3D PVA
- vật liệu in 3D Composites
7. . Vinnotek – Công ty tiên phong trong lĩnh vực in 3D bằng Nylon
Với sứ mệnh dẫn đầu trong ứng dụng công nghệ in 3D tiên tiến, Vinnotek tự hào là một trong những đơn vị tiên phong tại Việt Nam chuyên sâu vào in 3D bằng vật liệu Nylon kỹ thuật. Chúng tôi cung cấp giải pháp toàn diện từ thiết kế, tối ưu hóa mô hình cho đến in 3D các chi tiết có độ bền cao, chịu lực, chịu mài mòn – đáp ứng yêu cầu khắt khe trong các ngành cơ khí, ô tô, khuôn mẫu và sản xuất công nghiệp.
Vinnotek sở hữu hệ thống máy in chuyên dụng, buồng kín, kiểm soát ẩm và nhiệt độ chính xác, kết hợp với kinh nghiệm thực tế trong xử lý vật liệu Nylon và các dòng composite như Nylon + Carbon Fiber, Nylon + Glass Fiber. Nhờ vậy, chúng tôi có khả năng chế tạo các chi tiết có độ chính xác cao, độ bền cơ học vượt trội, phù hợp sử dụng trong điều kiện vận hành thực tế.
