什么是PAHT-CF長絲？為什么使用它打印？
魔猴君 知識堂 36天前
什么是PAHT-CF？大家可能認為它是帶有碳纖維(CF)的高溫(HT)尼龍(PA)，但這可能會令人困惑。事實證明，PAHT已成為一系列聚酰胺的通用術語。
HT表示高溫
圖1：使用Bambu Lab的PAHT-CF長絲制作的實用打印品系列（來源：Bambu Lab）
制造商普遍認同的一點是，HT指的是高溫。這表明由PAHT長絲制成的部件可以承受高溫并保持其機械性能。
從技術角度來說，您可以預期PAHT技術數據表上的兩個關鍵領域有更高的測量值：玻璃化轉變溫度(Tg)和熱變形溫度(HDT)。
玻璃化轉變溫度(Tg)是聚合物開始從剛性狀態轉變為更柔韌狀態的溫度。熱變形溫度(HDT)是聚合物在特定應力下開始變形的溫度。它也被稱為負載下變形溫度(TgUL)。因此，您經常會看到HDT溫度與應力測量值（如1.8 MPa）結合在一起。
PAHT包含哪種類型的尼龍？
圖2：PAHT-CF燈絲（例如Bambu Lab生產的這款燈絲）非常適合高溫應用，最高溫度可達194oC，比一杯咖啡的溫度高得多（來源：Bambu Lab）
各種PAHT材料的部分技術數據和材料特性范圍廣泛，這是因為該材料所基于的尼龍種類繁多，并且尼龍與其他聚合物的混合物也種類繁多。
首先，讓我們來弄清楚尼龍是什么。大多數長絲制造商使用術語PA來指尼龍，無論是PA6、PA66、PA11還是PA12。但更具體地說，PA實際上是指一類稱為聚酰胺的聚合物。所有尼龍都是聚酰胺(PA)，但并非所有聚酰胺都是尼龍。
因此，當談到PAHT時，PA可能是PA6、PA66、PA11、PA12，或者您可能沒有聽說過的PPA（盡管有些人可能認為PPA甚至不是最嚴格意義上的尼龍）。
聚鄰苯二甲酰胺(PPA)是一種高性能聚酰胺，具有出色的熱穩定性和耐化學性。它通常（但并非總是）具有比尼龍6、66、11或12更高的拉伸強度和剛度。PPA的另一個顯著特征是它比其他尼龍具有更高的Tg、熔點和耐高溫性。事實上，它曾經被普遍稱為“高溫尼龍”，因此人們可能一直認為PAHT只是PPA的另一個術語。
“近年來，PAHT（聚酰胺高溫）這一術語出現在3D打印行業，最初是指基于PPA的長絲，”長絲制造商Siraya Tech的創始人Mark Peng說道。“然而，值得注意的是，這一術語的使用已經變得有些模糊。一些制造商現在使用PAHT來描述由其他耐高溫聚酰胺制成的長絲，例如PA12（尼龍12）或PA6，這些長絲嚴格來說并不是PPA。”
Siraya Tech將于2024年11月底推出一款新的基于PPA的PAHT-CF，其碳纖維含量為25%。這款產品被稱為Core Black（99美元/千克），碳纖維在燈絲的核心中含量更高，因此得名。
值得注意的是，Bambu Lab生產了一種PAHT-CF，其中尼龍主要是PA12，但也剛剛推出了一種PPA-CF，它具有更高的HDT、強度和剛度。
PAHT-CF的聚合物組合物
圖3：
因此，您的PAHT可能是各種尼龍，或者在Bambu Lab和Luvocom的情況下，是多種尼龍的混合物，但這到底有多重要？接下來讓我們看看各種PAHT的機械性能（強度、柔韌性、抗沖擊性）。
PAHT的機械性能范圍
圖4：中國初創公司Phaetus生產一系列熱端、擠出機和工程級聚合物長絲，包括這款PAHT-CF（來源：Phaetus）
PAHT-CF的機械性能應與其所基于的尼龍類型和碳纖維含量密切相關。例如，PA6的抗拉強度(45-80 MPa)通常低于PPA(80-120 MPa)，但基于PA混合物的Luvocom的抗拉強度高于基于PPA的QiDi Tech。
PAHT-CF具有以下優勢：
高強度
高韌性
高剛性
高抗沖擊性
耐化學性
耐熱性
耐磨性
啞光表面效果
抗靜電
優異的打印適性
對于碳纖維注入尼龍來說，Bambu Lab材料還具有異常高的柔韌性（斷裂伸長率+楊氏模量），根據TDS的說法，這可以歸因于基礎材料是PA12和“其他長鏈PA”。
所有這些不同的測量都強調了一個事實，即長絲是材料混合物，沒有兩種配方是相同的，這就是為什么擁有完整的TDS如此重要。
因此，如果不同品牌的PAHT-CF具有不同的特性，那么它們有什么共同點或為什么甚至使用PAHT-CF？
圖5
PAHT-CF的真正誘人特性
圖6：Qidi Tech的干濕尼龍長絲對比圖顯示了PAHT對水分通常造成的破壞性影響的抵抗力（來源：Qidi Tech）
Bambu Lab于2022年停止生產PA-CF，轉而生產PAHT-CF，而其他長絲制造商通常將PAHT-CF與PA-CF進行比較，以突出一個主要屬性：極低的吸濕率。
如果您不喜歡干燥材料，那么您可能無法成功使用任何類型的尼龍。
通常建議保持尼龍干燥并在使用前將其烘干，因為它容易吸收空氣中的水分。即使烘干，在潮濕環境中遺留的尼龍也很難挽救。PAHT是一種對水分更寬容的尼龍。與普通PA-CF相比，它的吸水率可低50%，但這并不意味著您永遠不需要烘干PAHT。仍然建議保持干燥。
不過，要小心不要讓尼龍過度干燥。彭指出，如果細絲已經干燥，將其置于高溫下數小時可能會導致PPA結晶，就像在退火過程中一樣。這會使其變得太硬，無法打印。
“保持尼龍/PAHT干燥的重要性怎么強調都不為過，”Peng說道。“為了有效去除水分，需要將溫度保持在100°C以上并持續數小時，但市場上大多數長絲烘干機的溫度最高只能達到70°C，可以想象，這對于干燥PA長絲而言是不夠的。”
這就是為什么如果您沒有必要的設備來有效去除水分，保持PAHT干燥和密封至關重要。
除了防潮性之外，與PA-CF相比，PAHT部件當然還能夠承受更高的溫度，但機械特性同樣會根據所用PA的類型而有所不同。
編譯整理：ALL3DP
