Filamento TPU: una panoramica

Che cos'è il filamento TPU?

La stampa 3D è un campo in rapida crescita, con nuove innovazioni e miglioramenti che si verificano continuamente. Man mano che sempre più aziende e privati ​​iniziano a utilizzare software per la creazione di personaggi 3D, c'è una crescente necessità di software specializzato per facilitare questi processi.

Hai mai pensato alla stampa 3D di parti adattabili? A condizione che questo sia vero, il poliuretano termoplastico o TPU, come è generalmente noto, è sicuramente un materiale da aggiungere alla tua carrellata.

La stampa 3D in TPU offre risultati potenziali interessanti che sono generalmente irraggiungibili con altri materiali di stampa 3D come ABS, PLA o nylon. Consolidando le proprietà sia della plastica che dell'elastico, il TPU può creare parti flessibili ed eccezionalmente solide che possono essere efficacemente attorcigliate o compattate.

Nel presente esercizio didattico, analizzeremo i vantaggi e gli utilizzi del TPU, i progressi che aiutano il materiale, nonché un paio di suggerimenti per aiutarti a rendere la stampa 3D con TPU il più semplice ed efficace possibile. Quindi, continua a leggere!

Cos'è il TPU?

Una persona che tiene in mano un filamento di TPU. Fonte immagine: Tecnologie BCN3D

Il poliuretano termoplastico (TPU) ha un posto nel gruppo degli elastomeri termoplastici e unisce le migliori proprietà dei termoplastici e delle gomme (termoindurenti).

Potresti avere più familiarità con il termine TPE - o elastomero termoplastico. In precedenza il materiale di riferimento per la stampa 3D adattabile, il TPE è una plastica molto delicata, elastica, che può essere piegata o estesa senza distorsioni. Tuttavia, la sua assoluta qualità rende il TPE un materiale incredibilmente mobile per gli estrusori di macchine per la stampa 3D.

Il TPU, poi, può essere considerato l'adattamento più aggiornato del TPE. Il TPU ha una versatilità simile all'elastico, un'elevata resistenza allo strappo e ai punti raschiati, un elevato allungamento alla rottura e una resistenza al caldo.

Inoltre, il TPU è ugualmente impermeabile a oli, lubrificanti e vari solventi. Essendo più solido del TPE, il TPU è quindi molto più semplice con la stampa 3D.

Specifiche per materiale TPU

• Il TPU ha un'elevata durata, flessibilità e resistenza.
• Ha un'elevata resistenza all'abrasione e una resistenza chimica e all'acqua medio-alta.
• La temperatura dell'ugello del TPU è compresa tra 220 e 250 ‎°C.
• Il suo letto riscaldato è fino a 60 ‎°C.

Caratteristiche del filamento in TPU

Filamento in TPU di colore nero arrotondato in una ruota. Fonte immagine: Amazon

La fibra TPU ha varie caratteristiche, il che la rende una decisione incredibile per molti scopi. È impermeabile all'area raschiata, all'olio, alla sostanza e all'usura, il che lo rende ideale per l'uso in aziende come l'industria automobilistica. I pezzi stampati di TPU sono inoltre impermeabili alle basse temperature, il che significa che non diventano deboli e difficili da lavorare.

In contrasto con il TPE, che è anch'esso una fibra adattabile, il TPU è in qualche modo più semplice da stampare e mantiene meglio le sue proprietà flessibili a temperature più basse. Allo stesso modo, il materiale TPU ha una maggiore opposizione ai punti raschiati e una maggiore protezione da oli e lubrificanti.

La fibra di TPU, a differenza di altri termoplastici più rigidi, ha caratteristiche che incorporano adattabilità e congruenza. Ha inoltre un incredibile attacco interstrato e nessuna torsione o delaminazione durante il processo di stampa 3D.

• Rigido o elastico

La durezza del TPU può fare affidamento sul mix di polimeri. La temperatura alla quale la fibra TPU verrà espulsa è di 220-250 gradi. Non è necessaria una fase di forma riscaldata. Tuttavia, quando utilizzato, la temperatura non deve superare i 60 gradi. La struttura dell'estrusore dovrebbe resistere a materiali adattabili e comprimibili fino a una temperatura costante di 250 gradi.

• Flessibilità

L'adattabilità del TPU è magnifica; tuttavia, ciò si basa sulle impostazioni di programmazione della stampa 3D. Quando si utilizza un basso grado di riempimento, il piano stampato in 3D sarà più adattabile. Ciò rende concepibile sollevare proteste più versatili o inflessibili. Per quanto riguarda la stampa 3D, la fibra TPU richiede lo scambio di una misura di energia maggiore rispetto a molte fibre diverse. In ogni caso, a differenza di altri materiali, non ci sono problemi di torsione che possono essere provocati da shock termico.

Suggerimenti per la stampa 3D con materiale TPU

È fondamentale capire le qualità e le carenze della stampa con la fibra TPU. Come trarresti vantaggio da questo materiale? È essenziale considerare potenziali problemi prima di iniziare con il materiale TPU per sapere cosa c'è in serbo.

1. Ottimizzazione della velocità di avanzamento: nella maggior parte dei casi è meglio utilizzare una velocità di avanzamento affidabile e lenta durante la stampa 3D con fibre adattabili. Questo dipende dal modo in cui il materiale è flessibile e può diventare selvaggio, supponendo qualsiasi cambiamento improvviso della velocità di stampa. L'accelerazione può causare pressione sulla fibra, provocando un inceppamento. Trovare la velocità di stampa ideale per la stampa 3D del materiale TPU può richiedere diversi sforzi. Nonostante ciò, una discreta fase iniziale è una velocità di 35 mm/s.

Per ottenere ciò, utilizzando materiale TPU, stampa a livelli di strato inferiori, assicurandoti che siano compresi tra 0,1 mm e 0,2 mm. A livello dello strato inferiore, c'è un prerequisito per una minore quantità di plastica, il che implica che l'estrusore se ne occupi a una velocità inferiore che facilita il peso della fibra.

2. Usa una tolleranza negativa ed evita di usare le zattere: la pianificazione di una sezione adattabile che fa i capricci sopra un altro articolo merita di pensare all'utilizzo di una resistenza negativa tra le parti. Ciò garantirà che la parte regolabile possa estendersi facilmente sull'altro pezzo.

L'utilizzo di fibre adattabili, ad esempio materiale TPU, e non l'utilizzo di zattere è significativo. Poiché i livelli di base del tasso hanno un ritmo di espulsione più elevato, potrebbe causare problemi.

3. Ottimizza le impostazioni di retrazione : poiché il materiale TPU è adattabile e versatile, lo rende estremamente delicato per sviluppi rapidi come i prelievi. Successivamente, per stampare efficacemente in 3D utilizzando la fibra TPU, è necessario far avanzare le impostazioni di ritiro per limitare le conseguenze. È fondamentale indipendentemente da una quantità di prelievo limitata mentre si utilizza una velocità più bassa per aiutare con qualsiasi possibile trabocco dall'estrusore (hot-end).
4. Riduci la distanza: la valutazione complessiva supporta la stampa 3D di materiali adattabili con un estrusore Direct Drive. In ogni caso, puoi ottenere risultati simili utilizzando le giuste impostazioni su una stampante 3D con un estrusore Bowden. Significativamente, la fibra va nella zona morbida per avere una forte resilienza, che può prevenire qualsiasi arricciatura o serpeggiamento.
5. Posizionamento della bobina: Diverse modifiche alla bobina del materiale possono avere un effetto considerevole. La ruota motrice dell'estrusore manovrerà regolarmente la fibra nel beccuccio, il che fa sì che la bobina della fibra allenti una modesta quantità di plastica per tutto il tempo. Poiché il TPU è versatile, la fibra verrà estesa mentre viene tirata, provocando una sottoespulsione. Di conseguenza, montare la bobina sopra la stampante, in modo che la fibra si allenti verso il basso, diminuendo qualsiasi ostruzione.

Settori che utilizzano materiale TPU nella stampa 3D

Una vasta gamma di aziende utilizza la stampa 3D in TPU perché i suoi elementi offrono loro vari vantaggi.

• Articoli sportivi e calzature: poiché potrebbe sorgere la necessità di essere adattabili e resistenti, il materiale TPU è la decisione ideale. Può essere trovato nella preparazione di aiuto, attrezzatura per l'acqua e hardware per il benessere in molti giochi. Le calzature devono resistere alle basse temperature, adattabilità ed essere impermeabili all'acqua e alle sostanze sintetiche. In questo modo, la stampa 3D in TPU è perfetta per l'assemblaggio di forniture per esterni.
• SLEM ha studiato le possibilità delle calzature stampate in 3D: SLEM, una comunità di sviluppo e istruzione per il business delle calzature, ha chiesto a Tractus3D di collaborare a un progetto di stampa 3D per le scarpe. L'obiettivo è indagare il modo in cui è possibile ridurre la quantità di rifiuti materiali, per quanto ci si possa ragionevolmente aspettare, ricercando al contempo strategie nuove ed esistenti per una rapida personalizzazione di modelli avanzati per ciascun cliente.

SLEM ha capito che l'innovazione FDM e diverse metodologie come la creazione di FFF affrontano apparentemente la risposta più pratica per modificare le suole. Le scarpe realizzate utilizzando questi cicli sono particolarmente convincenti nell'adattare i piani della suola alle straordinarie necessità di chi li indossa, dalla forma e dal conforto all'acquisizione di applicazioni esplicite come i giochi. Successivamente, un obiettivo definitivo per le organizzazioni di calzature sarà un rapido ritorno dall'ottenere informazioni sui clienti da trasmettere loro e ottenere presto le suole stampate, migliorate, create e trasmesse ai clienti.

• Aerospaziale: il settore aeronautico sta inoltre valutando seriamente l'utilizzo dell'imprinting 3D in TPU poiché ha anche ampliato il suo utilizzo, vedendo esattamente ciò che porta in tavola. Può anche essere trovato in cruscotti e sensori.
• Automotive: il settore automobilistico è passato al materiale TPU e lo ha portato a termine nel sistema di assemblaggio dei veicoli. Ultimamente, l'utilizzo è aumentato notevolmente. Pertanto, può essere trovato frequentemente in quadri strumenti, sensori, interruttori e regioni.