Filament TPU : un aperçu

Qu'est-ce qu'un filament TPU ?

L'impression 3D est un domaine en pleine croissance, avec de nouvelles innovations et améliorations qui se produisent tout le temps. Alors que de plus en plus d'entreprises et de particuliers commencent à utiliser des logiciels de création de personnages 3D, il existe un besoin croissant de logiciels spécialisés pour faciliter ces processus.

Avez-vous déjà pensé à l'impression 3D de pièces adaptables ? À condition que cela soit vrai, le polyuréthane thermoplastique, ou TPU, comme on l'appelle généralement, est très certainement un matériau à ajouter à votre aperçu.

L'impression 3D TPU offre des résultats potentiels intéressants qui sont généralement inaccessibles avec d'autres matériaux d'impression 3D comme l'ABS, le PLA ou le nylon. Consolidant les propriétés du plastique et de l'élastique, le TPU peut créer des pièces flexibles et exceptionnellement solides qui peuvent être efficacement tordues ou compactées.

Dans le présent exercice pédagogique, nous étudierons les avantages et les utilisations du TPU, les avancées qui aident le matériau, ainsi que quelques conseils pour vous aider à rendre l'impression 3D avec le TPU aussi simple et efficace que possible. Alors, continuez à lire !

Qu'est-ce que le TPU ?

Une personne tenant un filament TPU dans sa main. Source image : BCN3D Technologies

Le polyuréthane thermoplastique (TPU) a sa place dans le groupe des élastomères thermoplastiques et rejoint les meilleures propriétés des thermoplastiques et des caoutchoucs (thermodurcissables).

Vous connaissez peut-être mieux le terme TPE - ou élastomère thermoplastique. Auparavant le matériau de référence pour l'impression 3D adaptable, le TPE est un plastique très délicat, de type élastique, qui peut être courbé ou allongé sans distorsion. Néanmoins, sa qualité même fait du TPE un matériau incroyablement mobile pour les extrudeuses de machine à imprimer en 3D.

Le TPU, là encore, peut être considéré comme l'adaptation la plus récente du TPE. Le TPU a une polyvalence de type élastique, une résistance élevée aux déchirures et aux rayures, un étirement élevé à la rupture et une résistance à la chaleur.

De plus, le TPU est également imperméable aux huiles, lubrifiants et divers solvants. Étant plus ferme que le TPE, le TPU est donc beaucoup plus simple à imprimer en 3D.

Spécifications du matériau TPU

• Le TPU a une durabilité, une flexibilité et une résistance élevées.
• Il a une résistance élevée à l'abrasion et une résistance moyenne-élevée aux produits chimiques et à l'eau.
• La température de la buse du TPU est comprise entre 220 et 250 °C.
• Son lit chauffant est jusqu'à 60°C.

Caractéristiques du filament TPU

Filament TPU de couleur noire arrondi dans une roue. Source de l'image : Amazon

La fibre TPU a diverses caractéristiques, ce qui en fait une décision incroyable à de nombreuses fins. Il est imperméable à la zone raclée, à l'huile, aux substances et à l'usure, ce qui le rend idéal pour une utilisation dans des entreprises comme l'industrie automobile. Les pièces imprimées en TPU sont en outre imperméables aux basses températures, ce qui signifie qu'elles ne deviennent pas faibles et difficiles à travailler.

Contrairement au TPE, qui est également une fibre adaptable, le TPU est un peu plus simple à imprimer et conserve mieux ses propriétés flexibles à des températures plus basses. Le matériau TPU a également une meilleure résistance aux rayures et une meilleure protection contre les huiles et les lubrifiants.

La fibre TPU, contrairement à d'autres thermoplastiques plus rigides, possède des caractéristiques qui intègrent l'adaptabilité et la congruence. Il a en outre une fixation intercalaire incroyable et aucune torsion ou délaminage pendant le processus d'impression 3D.

• Rigide ou élastique

La dureté du TPU peut dépendre du mélange de polymères. La température à laquelle la fibre TPU sera expulsée est de 220 à 250 degrés. Une étape de forme réchauffée n'est pas nécessaire. Cependant, lorsqu'il est utilisé, la température ne doit pas dépasser 60 degrés. Le cadre de l'extrudeuse doit supporter des matériaux adaptables et compressibles jusqu'à une température constante de 250 degrés.

• Souplesse

L'adaptabilité du TPU est magnifique ; cependant, cela dépend des paramètres de programmation de l'impression 3D. Au moment où vous utilisez un faible degré de remplissage, le plan imprimé en 3D sera plus adaptable. Cela rend concevable de soulever des protestations plus polyvalentes ou inflexibles. En ce qui concerne l'impression 3D, la fibre TPU nécessite l'échange d'une plus grande quantité d'énergie que de nombreuses fibres différentes. Dans tous les cas, contrairement à d'autres matériaux, il n'y a pas de problèmes de torsion qui peuvent être causés par un choc thermique.

Conseils pour l'impression 3D avec du matériau TPU

Il est essentiel de comprendre les qualités et les défauts de l'impression avec la fibre TPU. Comment profiteriez-vous de ce matériel ? Il est essentiel de considérer les problèmes potentiels avant de commencer avec le matériau TPU pour savoir ce qui vous attend.

1. Optimisation de la vitesse d'alimentation : il est généralement préférable d'utiliser une vitesse d'alimentation fiable et lente lors de l'impression 3D avec des fibres adaptables. Cela tient à la façon dont le matériau est flexible et peut devenir sauvage, en supposant des changements brusques de la vitesse d'impression. L'accélération peut entraîner une pression sur la fibre, provoquant un bourrage. Trouver la vitesse d'impression idéale pour le matériau TPU d'impression 3D peut prendre plusieurs efforts. Néanmoins, une étape de départ décente est une vitesse de 35 mm/s.

Pour ce faire, en utilisant du matériau TPU, imprimez à des niveaux de couche inférieurs, en garantissant qu'ils se situent entre 0,1 mm et 0,2 mm. Au niveau de la couche inférieure, il y a un pré-requis pour moins de plastique, ce qui implique que l'extrudeuse s'en occupe à une cadence moindre ce qui facilite le poids de la fibre.

2. Utilisez une tolérance négative et évitez d'utiliser des radeaux : planifier une section adaptable qui fait une crise de colère au-dessus d'un autre article mérite de penser à utiliser une résistance négative entre les parties. Cela garantira que la partie réglable peut s'étendre facilement sur l'autre pièce.

L'utilisation de fibres adaptables, par exemple, le matériau TPU, et le fait de ne pas utiliser de radeaux est important. Étant donné que les couches de base du taux ont un rythme d'expulsion plus élevé, cela pourrait entraîner des problèmes.

3. Optimiser les paramètres de rétraction : Le matériau TPU étant adaptable et polyvalent, il le rend extrêmement délicat pour les développements rapides comme les retraits. Par la suite, pour imprimer efficacement en 3D en utilisant la fibre TPU, vous devez avancer les paramètres de retrait pour limiter les conséquences. Il est essentiel indépendamment d'une quantité de retrait limitée tout en utilisant une vitesse plus lente pour aider à tout débordement imaginable de l'extrudeuse (extrémité chaude).
4. Raccourcissez la distance : l'évaluation globale prend en charge l'impression 3D de matériaux adaptables avec une extrudeuse à entraînement direct. Dans tous les cas, vous pouvez arriver à des résultats similaires en utilisant les bons paramètres sur une imprimante 3D avec une extrudeuse Bowden. De manière significative, la fibre se rend dans la zone de ramollissement pour avoir une résilience serrée, ce qui peut empêcher tout sertissage ou serpentage.
5. Placement de la bobine : Plusieurs modifications de la bobine du matériau peuvent avoir un effet considérable. La roue d'entraînement de l'extrudeuse manœuvrera régulièrement la fibre dans le bec, ce qui fait que la bobine de fibre desserre une petite quantité de plastique tout le temps. Comme le TPU est polyvalent, la fibre sera allongée tout en étant tirée, provoquant une sous-expulsion. En conséquence, montez la bobine sur l'imprimante, de sorte que la fibre se détende vers le bas, réduisant ainsi toute obstruction.

Industries qui utilisent le matériau TPU dans l'impression 3D

Un large éventail d'entreprises utilise l'impression 3D TPU car ses éléments leur offrent divers avantages.

• Articles de sport et chaussures : Comme il peut être nécessaire d'être adaptable et résistant, le matériau TPU est la décision idéale. Il peut être trouvé dans la préparation de l'aide, de l'équipement aquatique et du matériel de bien-être dans de nombreux jeux. Les chaussures doivent supporter les basses températures, s'adapter et être imperméables à l'eau et aux substances synthétiques. De cette façon, l'impression 3D en TPU est parfaite pour assembler des fournitures d'extérieur.
• SLEM a étudié les possibilités des chaussures imprimées en 3D : SLEM, une communauté de développement et de formation pour le secteur de la chaussure, a demandé à Tractus3D de collaborer à un projet d'impression 3D pour chaussures. L'objectif est d'étudier la manière dont la quantité de déchets de matériaux peut être réduite, autant que l'on peut raisonnablement s'y attendre, tout en recherchant des stratégies nouvelles et existantes pour une personnalisation rapide des modèles avancés pour chaque client.

SLEM a compris que l'innovation FDM et différentes méthodologies comme la création FFF répondent apparemment à la réponse la plus pratique pour modifier les semelles. Les chaussures fabriquées à l'aide de ces cycles sont particulièrement convaincantes pour adapter les plans de semelle aux besoins extraordinaires des porteurs, de la forme et du confort à l'acquisition d'applications spécifiques comme les jeux. Plus tard, un objectif définitif pour les organisations de chaussures sera un cercle rapide pour obtenir des informations sur les clients à leur transmettre et obtenir les semelles imprimées, améliorées, créées et transmises aux clients bientôt.

• Aéronautique : L'industrie aéronautique envisage également sérieusement l'utilisation de l'impression 3D TPU, car elle a également élargi son utilisation, voyant exactement ce qu'elle apporte à la table. On le trouve également dans les tableaux de bord et les capteurs.
• Automobile : l'industrie automobile s'est tournée vers le matériau TPU et l'a intégré dans le système d'assemblage des véhicules. Dernièrement, l'utilisation a considérablement augmenté. Par conséquent, on le trouve fréquemment dans les tableaux de bord, les capteurs, les commutateurs et les régions.