TPU (термопластичный полиуретан) — материал для 3D-печати

  • автор:

TPU (термопластичный полиуретан) — это гибкий, стойкий к истиранию термопластик. Является весьма распространенной формой упругого полимера, или термопластичного эластомера (TPE). Представляет собой смесь твердого пластика и резины.

Используется в ряде производственных процессов как для бытового, так и для промышленного использования. В определенных смесях он может стать очень мягким.

Как один из материалов 3д печати TPU (ТПУ) обладает многими преимуществами и характеристиками. Когда дело доходит до 3D-печати, детали TPU долговечны. Способны выдерживать температуру окружающей среды до 80 градусов Цельсия.

Нить из ТПУ устойчива к истиранию, выдерживает удары и устойчива ко многим химическим веществам. Он универсален и используется во многих отраслях промышленности. Существуют разные версии материала TPU.

Но в основном его можно классифицировать как два типа, известные как полиэфирный полиуретан и полиэстерный полиуретан. Причем оба имеют разные характеристики, которые могут быть приспособлены к конкретной потребности.

 

TPU - Основные особенности

TPU — Основные особенности

Ударная вязкость: высокая

Прочность: высокая

Гибкость: очень высокая

Сопротивление

Химическая стойкость: средняя-высокая

Устойчивость к истиранию: высокая

Водостойкость: средняя

Температуры

Сопло/экструдер: 220-250 градусов Цельсия

Подогреваемая кровать: 0-60 градусов Цельсия

Закрытая камера: не требуется

Проблемы

Термопластичный полиуретан труднее печатать по сравнению с другими материалами накаливания, в основном из-за его гибкости.

Особенности материала TPUОсобенности материала TPU

Материал ТПУ обладает рядом особенностей. Это делает его отличным выбором для широкого спектра применений. Он устойчив к истиранию, воздействию масел, химических веществ и износу. Что делает его идеальным для использования в таких отраслях, как автомобилестроение.

Печатные детали из TPU также устойчивы к низким температурам. Это означает, что они не становятся хрупкими и с ними трудно работать.

По сравнению с TPE, который также является гибкой нитью, ТПУ немного легче печатать. И он лучше сохраняет свои эластичные свойства при более низких температурах. Материал TPU также имеет более высокую стойкость к истиранию. И более высокую стойкость к маслам и смазкам.

Нить из ТПУ, в отличие от других более жестких термопластов, обладает большей гибкостью. Он также имеет отличную межслойную адгезию. А также не скручивается и не расслаивается во время процесса 3D-печати. Конечно, при использовании правильных настроек.

TPU — твердый или эластичный

Материал TPU состоит из ряда полимеров, которые обладают собственными свойствами. Поэтому его твердость может зависеть от смеси полимеров. Температура, при которой нить ТПУ будет выдавливаться, составляет 220–250 градусов.

Нагреваемая сборочная платформа не требуется. Но при ее использовании температура не должна превышать 60 градусов. Экструдерная система должна выдерживать эластичные и сжимаемые материалы до постоянной температуры 250 градусов.

Термопластичный полиуретан обладает превосходным уровнем гибкости. Но это также зависит от настроек программного обеспечения для 3D-печати. При использовании низкого уровня заполнения (твердости детали, подлежащей печати), 3D-печатный дизайн также будет более гибким.

Это позволяет создавать объекты, которые являются более эластичными или более жесткими. Когда речь идет о 3D-печати, материал TPU требует передачи большего количества энергии, чем множество других нитей.

Тем не менее, по сравнению с другими материалами нет проблем деформации, которые могут возникнуть при термическом шоке.

TPU 3D печать — советы

Когда дело доходит до печати с нитью из TPU, важно понимать ее сильные и слабые стороны. Как получить максимальную отдачу от этого материала? При принятии решения начать с материала TPU важно учитывать возможные проблемы. Чтобы вы знали, чего ожидать.

Оптимизация скорости подачи

Часто лучше использовать постоянную скорость подачи, которая является медленной при 3D-печати с гибкими нитями. Это связано с тем, что материал является эластичным. И может стать неконтролируемым, если есть какие-либо внезапные изменения в скорости печати.

Увеличение скорости печати может привести к сжатию нити накала. Что может привести к застреванию. Часто может потребоваться несколько попыток найти оптимальную скорость печати для 3D-печати на материале ТПУ. Однако хорошей отправной точкой является скорость 35 мм/с.

Чтобы добиться этого, используя термопластичный полиуретан, печатайте на более низких высотах слоя. При этом следя за тем, чтобы они находились в диапазоне от 0,1 мм до 0,2 мм.

При более низкой высоте слоя существует потребность в меньшем количестве пластика. А это означает, что экструдер подает с более низкой скоростью. Что уменьшает нагрузку на нить.

Используйте отрицательный допуск и избегайте использования плотов

При проектировании детали, которая является гибкой и требует установки поверх другого объекта, стоит рассмотреть возможность использования отрицательного допуска между деталями. Это будет гарантировать, что гибкая часть имеет возможность удобно растягиваться над другим объектом.

При использовании гибкой нити, такой как материал TPU, важно избегать использования плотов. Потому что базовые слои со скоростью имеют более высокую скорость экструзии. А это может привести к проблемам.

Оптимизируйте настройки отвода

TPU очень чувствительный к быстрым движениям, таким как отводы. Поскольку материал TPU является гибким и эластичным. Следовательно, для успешной 3D-печати с использованием нити TPU крайне важно оптимизировать параметры втягивания, чтобы ограничить перемещения.

Крайне важно начать с небольшого количества втягивания при использовании более медленной скорости. Чтобы помочь с любым возможным просачиванием из экструдера (hot-end).

Сократить расстояние

Общее мнение в пользу 3D-печати гибких материалов с помощью экструдера Direct Drive. Тем не менее, вы можете достичь тех же результатов, используя правильные настройки на 3D-принтере с экструдером Bowden.

Для пути, по которому нить проходит в зону расплава, важно иметь жесткие допуски. Которые могут предотвратить любое изгибание или скручивание.

Размещение катушки

Когда дело доходит до 3D-печати TPU, пара изменений в катушке материала может иметь большое значение. Обычно ведущее колесо экструдера вытягивает нить в сопло. Это приводит к тому, что катушка нити разматывает небольшое количество пластика в процессе.

Однако, поскольку TPU является эластичным, нить будет растягиваться при вытягивании. Что может привести к недостаточной экструзии. Поэтому установите катушку над принтером так, чтобы нить раскручивалась вниз. Это может уменьшить любое сопротивление.

Отрасли, которые используют материалы TPU в 3D-печати

Существует много различных отраслей, которые используют 3D-печать TPU. Потому что ее функции предлагают им ряд преимуществ.

 

Спортивные товары и обувь

Спортивные товары и обувь

Поскольку спортивные товары должны быть гибкими и износостойкими, материал TPU является идеальным выбором. Во многих видах спорта его можно найти в учебных пособиях, водном снаряжении и тренажерах.

Обувь должна выдерживать низкие температуры, гибкость и быть устойчивой к воде и химическим веществам. Поэтому 3D печать TPU отлично подходит для производства спортивных товаров.

SLEM, инновационный и образовательный центр для обувной промышленности, попросил Tractus3D сотрудничать в проекте 3D-печати для обуви. Цель состоит в том, чтобы исследовать, как количество отходов материала может быть максимально уменьшено, исследуя новые и существующие методы для быстрой настройки цифровых моделей для каждого клиента.

SLEM обнаружил, что технология FDM и другие подходы, такие как изготовление из плавленой нити (FFF), возможно, представляют собой наиболее экономически эффективное решение для индивидуальной настройки подошв.

Обувь, созданная с использованием этих процессов, особенно эффективна при подборе дизайна подошвы в соответствии с уникальными потребностями владельца. От формы и комфорта до нужного и специфического применения, такого как спорт.

В будущем конечной целью для обувных компаний будет печать подошв в течение одного дня. Чтобы обеспечить быстрый переход от получения данных о клиентах к оптимизации дизайна, производства и доставки клиентам.

Авиационно-космическая отрасль

Авиакосмическая отрасль также серьезно относится к использованию 3D-печати TPU. Поскольку она также расширила свое использование, точно понимая, что она может предложить. Его также можно найти в приборных панелях и датчиках.

Автомобильная промышленность

Автомобильная промышленность внедрила материал TPU в процесс производства автомобилей. В последние годы использование значительно возросло. Поэтому его часто можно встретить в приборных панелях, датчиках и рычагах. А также во многих других областях.

Что вы хотите создать с помощью 3D-печати с TPU?

 

Что вы хотите создать с помощью 3D-печати с TPU

Теперь вы понимаете сильные и слабые стороны TPU. Конечно, жизненно важно выбрать 3D-печатную машину, которая сможет извлечь максимум пользы из этого материала.
С 3D-принтером на вашем столе вы можете легко создавать мелкие детали и специализированные инструменты самостоятельно. Он гораздо менее сложен, чем другие машины. Это означает, что вы можете производить больше продуктов эффективным и простым способом без больших затрат.

По материалам: https://tractus3d.com/3d-printing-materials/tpu-material/

Статья относится к нашему обзору База знаний 3D-печати.

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook