Filamento de TPU: una descripción general

¿Qué es el filamento de TPU?

La impresión 3D es un campo en rápido crecimiento, con nuevas innovaciones y mejoras que suceden todo el tiempo. A medida que más y más empresas e individuos comienzan a utilizar el software de creación de personajes 3D, existe una necesidad creciente de software especializado para facilitar estos procesos.

¿Has pensado en algún momento en imprimir piezas adaptables en 3D? Siempre que esto sea cierto, el poliuretano termoplástico o TPU, como se le conoce generalmente, es sin duda un material para agregar a su resumen.

La impresión 3D de TPU ofrece resultados potenciales interesantes que generalmente son inalcanzables con otros materiales de impresión 3D como ABS, PLA o nailon. Al consolidar las propiedades tanto del plástico como del elástico, el TPU puede crear piezas flexibles y excepcionalmente sólidas que se pueden torcer o compactar de manera efectiva.

En el presente ejercicio instructivo, investigaremos las ventajas y los usos de TPU, los avances que ayudan al material, así como algunos consejos para ayudarlo a hacer que la impresión 3D con TPU sea tan simple y efectiva como se podría esperar. Entonces, ¡sigue leyendo!

¿Qué es TPU?

Una persona con un filamento de TPU en la mano. Fuente de la imagen: Tecnologías BCN3D

El Poliuretano Termoplástico (TPU) tiene cabida en el grupo de los elastómeros termoplásticos y reúne las mejores propiedades de los termoplásticos y las gomas (termoestables).

Es posible que esté más familiarizado con el término TPE, o elastómero termoplástico. Anteriormente, el material de referencia para la impresión 3D adaptable, TPE es un plástico muy delicado, similar al elástico, que se puede arquear o extender sin distorsión. No obstante, su gran calidad hace que el TPE sea un material increíblemente móvil para las máquinas extrusoras para imprimir en 3D.

TPU, por otra parte, puede considerarse la adaptación más actualizada de TPE. El TPU tiene una versatilidad similar a la del elástico, alta resistencia al desgarro y al raspado, gran estiramiento en la rotura y resistencia al calor.

Además, el TPU también es resistente a los aceites, lubricantes y diversos disolventes. Al ser más firme que el TPE, el TPU es mucho más fácil de imprimir en 3D.

Especificaciones para el material de TPU

• TPU tiene alta durabilidad, flexibilidad y resistencia.
• Tiene alta resistencia a la abrasión y resistencia química y al agua media-alta.
• La temperatura de la boquilla de TPU está entre 220 y 250 °C.
• Su cama calefactada es de hasta 60 ‎°C.

Características del filamento de TPU

Filamento de TPU de color negro redondeado en una rueda. Fuente de la imagen: Amazon

La fibra de TPU tiene varias características, lo que la convierte en una decisión increíble para muchos propósitos. Es impermeable al área raspada, al aceite, a la sustancia y al desgaste, lo que lo hace ideal para su uso en negocios como la industria automotriz. Las piezas impresas de TPU también son impermeables a las bajas temperaturas, lo que significa que no se vuelven débiles y difíciles de trabajar.

A diferencia del TPE, que también es una fibra adaptable, el TPU es un poco más fácil de imprimir y mantiene mejor sus propiedades flexibles a temperaturas más bajas. El material de TPU también tiene una mayor resistencia a las manchas raspadas y una mayor protección contra aceites y lubricantes.

La fibra de TPU, a diferencia de otros termoplásticos más rígidos, tiene características que incorporan adaptabilidad y congruencia. Además, tiene una unión entre capas increíble y no se retuerce ni se deslamina durante el proceso de impresión 3D.

• Rígido o elástico

La dureza del TPU puede depender de la mezcla de polímeros. La temperatura a la que se expulsará la fibra de TPU es de 220-250 grados. No se necesita una etapa de forma calentada. Sin embargo, cuando se utiliza, la temperatura no debe exceder los 60 grados. La estructura de la extrusora debe soportar materiales adaptables y comprimibles hasta una temperatura constante de 250 grados.

• Flexibilidad

La adaptabilidad del TPU es magnífica; sin embargo, esto depende de la configuración de programación de impresión 3D. Cuando utiliza un bajo nivel de relleno, el diseño impreso en 3D será más adaptable. Esto hace que sea posible plantear protestas más versátiles o inflexibles. En cuanto a la impresión 3D, la fibra de TPU requiere el intercambio de una mayor medida de energía que muchas fibras diferentes. En cualquier caso, a diferencia de otros materiales, no hay problemas de torsión que puedan ser causados ​​por el choque térmico.

Consejos para la impresión 3D con material TPU

Es vital descubrir las cualidades y las deficiencias de la impresión con fibra de TPU. ¿Cómo aprovecharías este material? Es esencial considerar los posibles problemas antes de comenzar con el material de TPU para saber qué hay en la tienda.

1. Optimización de la velocidad de alimentación: la mayor parte del tiempo es mejor utilizar una velocidad de alimentación confiable que sea lenta mientras se imprime en 3D con fibras adaptables. Esto se debe a que el material es flexible y puede volverse salvaje, suponiendo cambios abruptos en la velocidad de impresión. La aceleración puede ejercer presión sobre la fibra, provocando un atasco. Encontrar la velocidad de impresión ideal para la impresión 3D de material de TPU puede requerir varios esfuerzos. No obstante, una buena etapa inicial es una velocidad de 35 mm/s.

Para lograr esto utilizando material de TPU, imprima en niveles de capa más bajos, asegurándose de que estén en el rango de 0,1 mm a 0,2 mm. En el nivel de capa inferior, existe un requisito previo para menos plástico, lo que implica que la extrusora se encarga de ello a un ritmo menor, lo que facilita el peso de la fibra.

2. Use una tolerancia negativa y evite usar balsas: planificar una sección adaptable que haga una rabieta encima de otro artículo merece pensar en utilizar una resistencia negativa entre las partes. Esto garantizará que la parte ajustable pueda extenderse fácilmente sobre la otra pieza.

El uso de fibra adaptable, por ejemplo, material de TPU, y no el uso de balsas es significativo. Dado que las capas base de la tarifa tienen un mayor ritmo de expulsión, podría generar problemas.

3. Optimice los ajustes de retracción : dado que el material de TPU es adaptable y versátil, lo hace extremadamente delicado para desarrollos rápidos como retracciones. Posteriormente, para imprimir en 3D de manera efectiva utilizando la fibra de TPU, debe avanzar en la configuración de extracción para limitar los efectos. Es fundamental independientemente de una cantidad de extracción limitada mientras se usa una velocidad más lenta para ayudar con cualquier desbordamiento concebible de la extrusora (extremo caliente).
4. Acorte la distancia: la evaluación general admite la impresión en 3D de materiales adaptables con una extrusora Direct Drive. En cualquier caso, puede llegar a resultados similares utilizando la configuración correcta en una impresora 3D con una extrusora Bowden. Significativamente, la fibra va a la zona de ablandamiento para tener una gran elasticidad, lo que puede evitar cualquier ondulación o serpenteo.
5. Colocación de la bobina: Varios cambios en la bobina del material pueden tener un efecto considerable. La rueda motriz de la extrusora maniobrará regularmente la fibra hacia el pico, lo que hace que el carrete de fibra suelte una pequeña cantidad de plástico al mismo tiempo. Como el TPU es versátil, la fibra se extenderá mientras se tira, provocando una baja expulsión. En consecuencia, monte el carrete sobre la impresora, de modo que la fibra se suelte hacia abajo, disminuyendo cualquier obstrucción.

Industrias que utilizan material TPU en impresión 3D

Una amplia gama de empresas utiliza la impresión 3D de TPU porque sus elementos les ofrecen varios beneficios.

• Artículos deportivos y calzado: Ante la necesidad de ser adaptable y resistente, el material TPU es la decisión ideal. Se puede encontrar en la preparación de ayuda, equipo de agua y hardware de bienestar en muchos juegos. El calzado debe soportar bajas temperaturas, adaptabilidad y ser impermeable al agua y a las sustancias sintéticas. De esta manera, la impresión 3D de TPU es perfecta para ensamblar suministros para exteriores.
• SLEM investigó las posibilidades del calzado impreso en 3D: SLEM, una comunidad de desarrollo y educación para el negocio del calzado, solicitó que Tractus3D colabore en un proyecto de impresión 3D para zapatos. El objetivo es investigar la forma en que se puede reducir la cantidad de desperdicio de material, tanto como se pueda esperar razonablemente, mientras se investigan estrategias nuevas y existentes para una rápida personalización de modelos avanzados para cada cliente.

SLEM descubrió que la innovación FDM y otras metodologías como la creación de FFF aparentemente abordan la solución más práctica para modificar suelas. Los zapatos fabricados con estos ciclos son especialmente atractivos para adaptar los diseños de suela a las necesidades extraordinarias de los usuarios, desde la forma y el consuelo hasta la adquisición de aplicaciones específicas como juegos. Más tarde, un objetivo definitivo para las empresas de calzado será un círculo rápido de regreso de obtener información de los clientes para transmitirles y obtener las suelas impresas, mejoradas, creadas y enviadas a los clientes pronto.

• Aeroespacial: la industria aeronáutica también está considerando seriamente el uso de la impresión 3D de TPU, ya que también ha ampliado su uso, viendo exactamente lo que trae a la mesa. También se puede encontrar en tableros de instrumentos y sensores.
• Automotriz: la industria automotriz se ha dirigido al material de TPU y lo ha llevado al sistema de ensamblaje de vehículos. Últimamente, la utilización ha aumentado considerablemente. Por lo tanto, se puede encontrar con frecuencia en tableros de instrumentos, sensores, interruptores y regiones.