Il nylon, o poliammide, è un materiale termoplastico noto per la sua robustezza, durabilità e alta resistenza all’usura. Inizialmente sviluppato per le applicazioni industriali, ha progressivamente trovato spazio nel mondo della stampa 3D, dove si distingue per le sue eccellenti proprietà meccaniche e versatilità.

Sia per produrre pezzi funzionali, componenti meccanici o prototipi molto resistenti, i filamenti in nylon rappresentano una soluzione ideale. Tuttavia, esistono diversi tipi di nylon: PA6, PA12, PA612, versioni rinforzate, ESD…

Ogni tipo di filamento risponde a esigenze specifiche, con vincoli particolari per quanto riguarda la stampa e la conservazione.

I diversi tipi di filamenti in nylon

Differenze tra PA6, PA12 e PA612

Le tre principali famiglie di nylon utilizzate nella stampa 3D sono PA6, PA12 e PA612. La loro struttura chimica, il comportamento all’umidità e le proprietà meccaniche e termiche variano notevolmente.

Il PA6 (poliammide 6) deriva da una singola molecola. È il più rigido e meccanicamente resistente dei tre. Offre un’ottima resistenza all’usura e alla trazione, con una temperatura di fusione elevata (intorno a 220–230 °C).

Tuttavia, è molto igroscopico: può assorbire più del 3% di umidità ambientale, il che influisce sulle sue proprietà dimensionali e meccaniche se non viene asciugato correttamente.

Il PA12, invece, presenta una struttura a catena più lunga. È molto meno sensibile all’umidità, con un’assorbenza inferiore allo 0,5%. Questo lo rende più stabile in stampa e più flessibile rispetto al PA6. Ha un allungamento a rottura superiore, quindi è adatto a pezzi che devono sopportare urti o deformazioni.

La sua temperatura di fusione è più bassa (178–180 °C), facilitando la lavorazione e riducendo il rischio di warping.

Il PA612 è un copolimero che combina le caratteristiche di PA6 e PA12. Offre un’eccellente rigidità, paragonabile a quella del PA6, mantenendo però una bassa sensibilità all’umidità e una buona stabilità dimensionale.

Questo compromesso lo rende un materiale molto performante per ambienti esigenti, specialmente in condizioni di calore e umidità. Mantiene inoltre meglio le sue proprietà meccaniche dopo invecchiamento termico o esposizione a fluidi.

In sintesi:

• PA6: molto rigido, resistente all’usura, ma molto igroscopico.
• PA12: più flessibile, più facile da stampare, stabile all’umidità.
• PA612: il meglio di entrambi, ideale per pezzi tecnici durevoli.

Nylon rinforzati: fibre di vetro e fibre di carbonio

Per rispondere a esigenze meccaniche ancora più elevate, alcune formulazioni includono fibre lunghe o corte. Il nylon composito rinforzato con fibre di vetro aumenta la rigidità, la stabilità termica e la stabilità dimensionale, soprattutto per parti strutturali.

Il nylon al carbonio, invece, offre un eccezionale rapporto rigidità/peso. Le fibre di carbonio aggiunte al polimero migliorano la resistenza a trazione e flessione, rendendo il materiale più leggero. È particolarmente apprezzato nei settori automotive, robotica e sport.

Nylon tecnici: ESD, caricati e modificati

Alcune formulazioni speciali permettono di rispondere a problematiche particolari:

Il nylon ESD (Electro Static Dissipative) è progettato per evitare l’accumulo di cariche elettrostatiche. Viene utilizzato per componenti elettronici sensibili o in ambienti ATEX.

Si può inoltre citare il Nanovia PA Food Industry: un filamento nylon pensato per soddisfare i requisiti del settore agroalimentare. Certificato per il contatto alimentare, è adatto alla produzione di pezzi in ambienti igienici o a contatto diretto con prodotti alimentari.

Gamma di filamenti Nylon Fiberon

Sviluppata per rispondere alle esigenze più elevate della stampa 3D industriale, la gamma Fiberon™ di Polymaker riunisce filamenti in nylon tecnici rinforzati per applicazioni avanzate. Ogni riferimento combina una base di poliammide ad alte prestazioni con fibre di vetro, carbonio o additivi funzionali per ottimizzare la resistenza meccanica, la stabilità dimensionale e le proprietà ESD.

Polyfab3D offre una selezione completa della gamma di filamenti Fiberon, con bobine di diversi formati (500g e 3kg) adatte alla produzione e alla prototipazione funzionale.

Applicazioni dei filamenti in nylon

I filamenti in nylon sono molto versatili. Sono ampiamente utilizzati in settori industriali dove la resistenza meccanica, la durabilità e la stabilità chimica sono essenziali.

Tra le applicazioni comuni troviamo:

• – Ingranaggi, cuscinetti e parti meccaniche in movimento.
• – Componenti automobilistici esposti a calore, vibrazioni o fluidi.
• – Pezzi per droni o robot, leggeri ma resistenti.
• – Supporti tecnici per apparecchiature elettroniche, in particolare con nylon ESD.

Vengono inoltre utilizzati nel campo della prototipazione funzionale, permettendo di testare pezzi in condizioni reali, molto prima della produzione tramite stampaggio a iniezione.

Come stampare il filamento in nylon

La stampa del nylon richiede una certa esperienza. Il materiale è sensibile alle variazioni di umidità, soggetto a warping e necessita di temperature elevate.

I parametri di stampa variano leggermente a seconda delle formulazioni, ma in generale:

• Temperatura di estrusione: tra 240 e 270 °C per PA6 o PA612, e intorno a 240–250 °C per PA12.
• Temperatura del piano: tra 80 e 100 °C per evitare il distacco dei primi strati.
• Ventilazione: bassa o disattivata, poiché una ventilazione eccessiva può compromettere l’adesione tra gli strati.

La velocità di stampa deve rimanere moderata per garantire una buona qualità superficiale e un’ottima coesione tra gli strati, ma alcuni nylon di nuova generazione sono ottimizzati per l’alta velocità.

Naturalmente, i nylon rinforzati avranno parametri di stampa differenti. Ecco perché consigliamo di seguire le indicazioni presenti nelle schede prodotto di ogni filamento.

Requisiti hardware per stampare il Nylon

Non tutte le stampanti 3D sono compatibili con il nylon. Per stampare questo tipo di filamento, l’attrezzatura deve soddisfare diversi criteri:

• Estrusore in grado di raggiungere almeno i 260–270 °C, o anche di più per le versioni rinforzate.
• Ugello resistente all’abrasione, come quelli in acciaio temprato o rubino, in particolare per filamenti caricati con fibre.
• Superficie di adesione specifica: PEI, BuildTak, Magigoo PA o colla stick UHU possono essere necessari per limitare il warping.
• Una camera chiusa o addirittura riscaldata aiuta a stabilizzare la temperatura ambientale e a limitare le deformazioni durante la stampa, soprattutto con il PA6.

L’umidità, un nemico da non sottovalutare

Il nylon è altamente igroscopico: assorbe molto rapidamente l’umidità dall’aria, il che può causare bolle nell’estrusione, un aspetto opaco e granuloso, e una significativa perdita delle proprietà meccaniche.

Prima della stampa, è quindi indispensabile asciugare il filamento per diverse ore:

• – In un forno ventilato a 70–80 °C per 6–12 ore.
• – In un essiccatore per filamenti dedicato.
• – Oppure conservandolo costantemente in un sistema di stoccaggio/essiccazione per filamenti con sacchetti disidratanti o sistema automatizzato.

Bastano poche ore fuori dal contenitore per saturare le bobine di filamento nylon. Si consiglia vivamente di riporre il filamento in un ambiente secco tra una sessione e l’altra.

Ricottura e post-trattamento del filamento nylon

Il nylon può trarre beneficio da una ricottura termica (annealing) dopo la stampa. Questo permette di migliorare la struttura cristallina, ridurre le tensioni interne e aumentare la resistenza termica e meccanica.

Il processo consiste nel:

• – Riscaldare il pezzo a una temperatura compresa tra 70 e 95 °C per 30–60 minuti.
• – Lasciarlo raffreddare lentamente in un ambiente chiuso per evitare shock termici.

Questo trattamento è particolarmente utile per componenti tecnici o soggetti a forti sollecitazioni meccaniche. Si consiglia fortemente di seguire le istruzioni specifiche di ogni filamento fornite dal produttore.

Conclusione

Il nylon è un materiale esigente, ma dalle prestazioni eccezionali. La sua resistenza meccanica, durabilità, stabilità termica e chimica lo rendono una scelta ideale per la realizzazione di componenti funzionali in stampa 3D. Con una buona padronanza dei parametri di stampa, delle condizioni di conservazione e delle tecniche di post-trattamento, è possibile sfruttare al meglio questo materiale dalle molteplici sfaccettature.

Che si tratti di un PA6 rigido, di un PA12 flessibile e facile da stampare o di un PA612 ad alte prestazioni, ogni filamento nylon ha le sue specificità e i suoi usi. L’importante è conoscerli bene per trarne il massimo vantaggio.