TPU-Filament: Ein Überblick

Was ist TPU-Filament?

Der 3D-Druck ist ein schnell wachsendes Gebiet mit ständig neuen Innovationen und Verbesserungen. Da immer mehr Unternehmen und Einzelpersonen damit beginnen, Software zur Erstellung von 3D-Charakteren zu verwenden, besteht ein zunehmender Bedarf an spezialisierter Software, um diese Prozesse zu erleichtern.

Haben Sie schon einmal über den 3D-Druck anpassbarer Teile nachgedacht? Vorausgesetzt, dass dies zutrifft, ist thermoplastisches Polyurethan oder TPU, wie es allgemein bekannt ist, sicherlich ein Material, das Sie Ihrer Liste hinzufügen sollten.

Der TPU-3D-Druck bietet interessante potenzielle Ergebnisse, die mit anderen 3D-Druckmaterialien wie ABS, PLA oder Nylon im Allgemeinen nicht erreichbar sind. Durch die Konsolidierung der Eigenschaften von Kunststoff und Elastik kann TPU flexible, außergewöhnlich feste Teile erzeugen, die effektiv verdreht oder verdichtet werden können.

In der vorliegenden Lehrübung untersuchen wir die Vorteile und Einsatzmöglichkeiten von TPU, die Fortschritte, die dem Material helfen, sowie einige Tipps, die Ihnen dabei helfen, den 3D-Druck mit TPU so einfach und effektiv wie möglich zu gestalten. Also, lesen Sie weiter!

Was ist TPU?

Eine Person, die ein TPU-Filament in der Hand hält. Bildquelle: BCN3D Technologies

Thermoplastisches Polyurethan (TPU) reiht sich in die Gruppe der thermoplastischen Elastomere ein und vereint die besten Eigenschaften von Thermoplasten und Kautschuken (Duroplasten).

Vielleicht ist Ihnen der Begriff TPE – oder thermoplastisches Elastomer – besser bekannt. TPE war früher das bevorzugte Material für anpassungsfähigen 3D-Druck und ist ein sehr empfindlicher, elastischer Kunststoff, der ohne Verformung gebogen oder gedehnt werden kann. Nichtsdestotrotz macht seine schiere Qualität TPE zu einem unglaublich beweglichen Material für Maschinenextruder für den 3D-Druck.

TPU wiederum kann als die aktuellere Adaption von TPE angesehen werden. TPU hat eine elastische Vielseitigkeit, einen hohen Reiß- und Kratzschutz, eine hohe Dehnung am Bruch und eine Warmfestigkeit.

Darüber hinaus ist TPU ebenfalls undurchlässig für Öle, Schmiermittel und verschiedene Lösungsmittel. Da TPU fester als TPE ist, lässt es sich viel einfacher mit 3D drucken.

Spezifikationen für TPU-Material

• TPU hat eine hohe Haltbarkeit, Flexibilität und Festigkeit.
• Es hat eine hohe Abriebfestigkeit und eine mittlere bis hohe Chemikalien- und Wasserbeständigkeit.
• Die Düsentemperatur von TPU liegt zwischen 220 – 250 ‎°C.
• Sein beheiztes Bett ist bis zu 60 ‎°C heiß.

Merkmale des TPU-Filaments

Schwarzes TPU-Filament, abgerundet in einem Rad. Bildquelle: Amazon

TPU-Fasern haben verschiedene Eigenschaften, was sie zu einer unglaublichen Entscheidung für viele Zwecke macht. Es ist unempfindlich gegenüber Kratzern, Öl, Substanz und Verschleiß, wodurch es ideal für den Einsatz in Unternehmen wie der Automobilindustrie geeignet ist. Bedruckte TPU-Teile sind außerdem unempfindlich gegenüber niedrigen Temperaturen, was bedeutet, dass sie nicht schwach und schwer zu bearbeiten sind.

Im Gegensatz zu TPE, das ebenfalls eine anpassungsfähige Faser ist, lässt sich TPU etwas einfacher drucken und behält seine flexiblen Eigenschaften bei niedrigeren Temperaturen besser. TPU-Material hat ebenfalls eine höhere Kratzfestigkeit und einen höheren Schutz vor Ölen und Schmiermitteln.

TPU-Fasern haben im Gegensatz zu anderen steiferen Thermoplasten Eigenschaften, die Anpassungsfähigkeit und Kongruenz beinhalten. Es hat außerdem eine unglaubliche Zwischenschichtbefestigung und kein Verdrehen oder Delaminieren während des 3D-Druckprozesses.

• Starr oder elastisch

Die Härte von TPU kann sich auf die Mischung von Polymeren verlassen. Die Temperatur, bei der TPU-Fasern austreten, beträgt 220-250 Grad. Eine erwärmte Formstufe ist nicht erforderlich. Bei Verwendung sollte die Temperatur jedoch 60 Grad nicht überschreiten. Das Extrudergerüst soll anpassungsfähigen und komprimierbaren Materialien bis zu einer Dauertemperatur von 250 Grad standhalten.

• Flexibilität

Die Anpassungsfähigkeit von TPU ist großartig; Dies hängt jedoch von den 3D-Druckprogrammierungseinstellungen ab. An dem Punkt, an dem Sie einen geringen Füllgrad verwenden, ist der 3D-gedruckte Plan anpassungsfähiger. Dies macht es denkbar, vielseitigere oder unbeugsamere Proteste zu erheben. In Bezug auf den 3D-Druck erfordert TPU-Faser den Austausch eines größeren Energiemaßes als viele verschiedene Fasern. Auf jeden Fall gibt es im Gegensatz zu anderen Materialien keine Verwindungsprobleme, die einem Temperaturschock ausgesetzt werden können.

Tipps für den 3D-Druck mit TPU-Material

Es ist wichtig, die Qualitäten und Mängel des Druckens mit TPU-Fasern herauszufinden. Wie würden Sie dieses Material nutzen? Es ist wichtig, potenzielle Probleme zu berücksichtigen, bevor Sie mit TPU-Material beginnen, um zu wissen, was auf Sie zukommt.

1. Optimierung der Vorschubgeschwindigkeit: Es ist meistens am besten, beim 3D-Druck mit anpassungsfähigen Fasern eine zuverlässige und langsame Vorschubgeschwindigkeit zu verwenden. Dies liegt daran, wie flexibel das Material ist und wild werden kann, wenn sich die Druckgeschwindigkeit abrupt ändert. Eine Beschleunigung kann Druck auf die Faser ausüben und zu einem Stau führen. Das Finden der idealen Druckgeschwindigkeit für den 3D-Druck von TPU-Material kann mehrere Anstrengungen erfordern. Trotzdem ist eine ordentliche Anfangsphase eine Geschwindigkeit von 35 mm/s.

Um dies durch die Verwendung von TPU-Material zu erreichen, drucken Sie auf niedrigeren Schichtebenen und stellen Sie sicher, dass sie im Bereich von 0,1 mm bis 0,2 mm liegen. Auf der unteren Schichtebene gibt es eine Voraussetzung für weniger Kunststoff, was bedeutet, dass der Extruder sich mit einer geringeren Rate darum kümmert, was das Gewicht der Faser erleichtert.

2. Verwenden Sie eine negative Toleranz und vermeiden Sie die Verwendung von Flößen: Die Planung eines anpassbaren Abschnitts, der einen Wutanfall auf einem anderen Artikel auslöst, verdient es, darüber nachzudenken, einen negativen Widerstand zwischen den Teilen zu verwenden. Dadurch wird gewährleistet, dass sich das verstellbare Teil leicht über das andere Teil erstrecken kann.

Es ist wichtig, anpassungsfähige Fasern, beispielsweise TPU-Material, zu verwenden und keine Flöße zu verwenden. Da die Basisschichten der Rate ein höheres Ausstoßtempo aufweisen, kann dies zu Problemen führen.

3. Optimieren Sie die Retraktionseinstellungen : Da das TPU-Material anpassungsfähig und vielseitig ist, ist es für schnelle Entwicklungen wie Entnahmen äußerst empfindlich. Anschließend müssen Sie für einen effektiven 3D-Druck unter Verwendung der TPU-Faser die Abzugseinstellungen erhöhen, um die Folgen zu begrenzen. Es ist entscheidend, unabhängig von einer begrenzten Entnahmemenge, während eine langsamere Geschwindigkeit verwendet wird, um ein mögliches Überlaufen des Extruders (Hot-End) zu unterstützen.
4. Verkürzen Sie den Weg: Die Gesamtbewertung unterstützt den 3D-Druck anpassbarer Materialien mit einem Direct Drive-Extruder. In jedem Fall können Sie mit den richtigen Einstellungen auf einem 3D-Drucker mit Bowden-Extruder zu ähnlichen Ergebnissen kommen. Bedeutsamerweise geht die Faser in die Erweichungszone, um eine enge Elastizität zu haben, die jegliches Kräuseln oder Schlangenbildung verhindern kann.
5. Platzierung der Spule: Mehrere Änderungen an der Spule des Materials können erhebliche Auswirkungen haben. Das Antriebsrad des Extruders manövriert die Faser regelmäßig in den Ausguss, was dazu führt, dass die Faserspule die ganze Zeit über eine bescheidene Menge Kunststoff auflockert. Da TPU vielseitig ist, wird die Faser beim Ziehen verlängert, was zu einem Unterausstoß führt. Montieren Sie dementsprechend die Spule über dem Drucker, sodass sich die Faser nach unten lockert und jegliches Hindernis verringert.

Branchen, die TPU-Material im 3D-Druck verwenden

Eine Vielzahl von Unternehmen nutzt den TPU-3D-Druck, da seine Elemente ihnen verschiedene Vorteile bieten.

• Sportartikel und Schuhe: Da es erforderlich sein kann, anpassungsfähig und strapazierfähig zu sein, ist TPU-Material die ideale Wahl. Es kann in vielen Spielen bei der Vorbereitung von Hilfe, Wasserausrüstung und Wellness-Hardware gefunden werden. Schuhe müssen niedrigen Temperaturen standhalten, anpassungsfähig und undurchlässig für Wasser und synthetische Substanzen sein. Auf diese Weise eignet sich 3D-Druck-TPU perfekt für die Zusammenstellung von Outdoor-Zubehör.
• SLEM erforschte die Möglichkeiten von 3D-gedruckten Schuhen: SLEM, eine Entwicklungs- und Schulungsgemeinschaft für die Schuhbranche, hat Tractus3D gebeten, an einem 3D-Druckprojekt für Schuhe mitzuarbeiten. Ziel ist es, zu untersuchen, wie viel Materialverschwendung so weit wie vernünftigerweise erwartet werden kann, verringert werden kann, während neue und bestehende Strategien für die schnelle Anpassung fortschrittlicher Modelle für jeden Kunden erforscht werden.

SLEM fand heraus, dass FDM-Innovation und verschiedene Methoden wie die FFF-Erstellung angeblich die praktischste Antwort auf die Modifizierung von Sohlen sind. Schuhe, die mit diesen Zyklen hergestellt werden, sind besonders überzeugend, wenn es darum geht, Sohlenpläne an die außergewöhnlichen Bedürfnisse der Träger anzupassen, von Form und Komfort bis hin zu speziellen Anwendungen wie Spielen. Später wird ein endgültiges Ziel für Schuhorganisationen sein, schnell wieder Kundeninformationen zu erhalten, um sie ihnen zu übermitteln, und die Sohlen bald drucken, verbessern, erstellen und an Kunden übermitteln zu lassen.

• Luft- und Raumfahrt: Auch die Flugzeugindustrie betrachtet die Nutzung des TPU-3D-Drucks ernsthaft, da sie ihre Nutzung ebenfalls erweitert hat und genau sieht, was sie auf den Tisch bringt. Es ist ebenfalls in Instrumententafeln und Sensoren zu finden.
• Automobil: Das Autogeschäft hat sich dem TPU-Material zugewandt und es in das Montagesystem von Fahrzeugen eingebracht. In letzter Zeit ist die Auslastung stark gestiegen. Daher ist es häufig in Instrumententafeln, Sensoren, Schaltern und Regionen zu finden.