RIT-Farbstoff

Normalerweise werden Nylon- oder Polyamid (PA)-Filamente in natürlicher oder weißer Farbe vermarktet, aber aufgrund des enormen Potenzials dieses Materials entsteht der Bedarf, Ausführungen in verschiedenen Farben zu erhalten. Die ideale Lösung ist hier die Verwendung eines speziellen Farbstoffs für synthetische Materialien, wie z. B. RIT-Farbstoff.

Nylon ist ein hygroskopisches Material, d. h., es hat die Fähigkeit, Feuchtigkeit aus der Umgebung aufzunehmen (deshalb ist es notwendig, es im Filamentzustand feuchtigkeitsfrei zu lagern). Feuchtes Filament beeinträchtigt die Qualität des Drucks, da Feuchtigkeit in den Filamentkern eindringt und Veränderungen zum Zeitpunkt der Verschmelzung verursacht.  Bei Fertigteilen dringt die Färbung auf Wasserbasis jedoch nur in die Oberflächenschicht ein und verursacht keine nennenswerten Maßabweichungen. Aus diesem Grund ist es immer ratsam, das Endstück und nicht das Filament zu färben.

Obwohl es mutige Anwender gibt, die es wagen, das Filament einzufärben, um mehrfarbig gedruckte Teile zu erstellen, empfehlen wir diese Methode aus dem oben genannten Grund nicht. Außerdem kann die Verwendung von gefärbtem Filament den Extruder des 3D-Druckers verschlechtern, Sie erhalten nicht so gute Oberflächen und die Eigenschaften des Nylons nehmen deutlich ab.

Die Auflösung des Farbstoffs in Wasser erfolgt einwandfrei ohne weitere Zusätze (gechlortes Leitungswasser ist in Ordnung). Bei einer bestimmten Temperatur dringt diese Auflösung besser in die Oberfläche des Nylons ein und eine dauerhafte Einfärbung des 3D-Druckstücks wird in kürzerer Zeit und mit besseren Ergebnissen erreicht.

Der einzige Farbstoff, der für Nylon empfohlen wird, ist der amerikanische RIT-Farbstoff in flüssiger Form. RIT-Farbstoff ist ein Produkt der Entwicklung seit der Zeit des Ersten Weltkriegs. Mehr als 100 Jahre Entwicklung und Forschung haben dazu geführt, dass RIT-Farbstoff der am besten geeignete Farbstoff für alle Arten von Anwendungen ist, insbesondere für Nylon. Deshalb lautet das Motto der Marke seit jeher: "Never Say 'Dye' ... Sag Rit! (Never Say 'Dye' ... Say Rit!)". Auch Pulverfarbstoffe sind nicht zu empfehlen, da es zusätzlich schwierig ist, eine gleichmäßige Auflösung mit dem richtigen Wasser-Farbstoff-Verhältnis zu erreichen.

Es sollte nicht vergessen werden, dass Nylon eines der haltbarsten Materialien auf dem Markt ist, da es ein hervorragendes Verhältnis zwischen Widerstand und Flexibilität aufweist. Außerdem verformt es sich sehr wenig und hat eine höhere UV- und Chemikalienbeständigkeit als PLA oder ABS. Nylon ist das einzige Material mit einer guten Färbefähigkeit, da es die hygroskopische Eigenschaft ausnutzt. Außerdem hinterlässt Nylon nach dem Druck nur sehr wenige raue Kanten, was zu glatten Endteilen führt, die kaum nachbearbeitet werden müssen.

Bei der Zubereitung der Wasserlösung mit der gewünschten Farbstofffarbe sollte auf das Wasser-Farbstoff-Verhältnis geachtet werden, da dieser Parameter zusammen mit der Temperatur der Mischung während des Färbevorgangs das Endergebnis des 3D-gedruckten Nylonteils am meisten beeinflusst. In der Registerkarte "Anwendungstipps" wird genauer erklärt, wie der Prozess des Färbens von Teilen ablaufen sollte, obwohl konzeptionell klar sein sollte, dass die beiden Hauptparameter, die das Erzielen eines helleren oder dunkleren Finishs beeinflussen, die Zeit sind, in der das Teil in die Mischung eingeführt wird, und das Wasser-Farbstoff-Verhältnis. 

Das folgende Bild zeigt diese Variabilität für das gleiche Beispiel eines Stücks, das unterschiedlich lange in die gleiche Mischung und damit in das gleiche Wasser-Farbstoff-Verhältnis getaucht wurde. Um die gleichen Ergebnisse immer wieder reproduzieren zu können, ist es sehr wichtig, die Rückverfolgbarkeit des gesamten Prozesses durch Aufzeichnung der verwendeten Anteile, Zeiten und Temperaturen zu dokumentieren.

Bild 1: Variation der Endfarbe der Stücke in Abhängigkeit von der Färbezeit

Die häufigsten verfügbaren Farben sind "Graphitschwarz", "Rennrot", "Narzissengelb", "Saphirblau", "Apfelgrün", "Aprikosenorange" und "Sandstein". Als Beispiel sehen Sie unten die Ergebnisse, die mit Nylon 645 erzielt wurden. Wir erinnern Sie daran, dass dies nicht unbedingt die einzig möglichen sind, da, wie wir bereits erwähnt haben, die Intensität in Abhängigkeit vom Farbstoff-Wasser-Verhältnis sowie der Dauer des Färbens variiert werden kann.

Bild 2: Repräsentative Farbe für die Standardzeit der 5 verfügbaren Farben (von links nach rechts: Natur ungefärbt, Schwarz, Rot, Blau, Grün und Gelb).

Die folgenden Artikel behandeln den Färbeprozess von Nylon-Druckstücken: Make:Magazine Artikel, Markforged Artikel.

RIT-Farbstoff kann auch zum Färben von Geweben aus Polyester, Nylon, Polyester/Baumwollmischungen, Acryl oder Acetat verwendet werden. In der Tat ist die Hauptanwendung von RIT-Farbstoff, für die er weltweit bekannt ist, das Färben von Kleidungsstücken.