Włókno TPU: przegląd

Co to jest włókno TPU?

Druk 3D to szybko rozwijająca się dziedzina, w której cały czas pojawiają się nowe innowacje i ulepszenia. Ponieważ coraz więcej firm i osób fizycznych zaczyna korzystać z oprogramowania do tworzenia postaci 3D, istnieje coraz większe zapotrzebowanie na specjalistyczne oprogramowanie ułatwiające te procesy.

Czy kiedykolwiek myślałeś o częściach, które można dostosować do druku 3D? Zakładając, że to prawda, termoplastyczny poliuretan lub TPU, jak powszechnie wiadomo, jest z pewnością materiałem, który można dodać do zestawienia.

Drukowanie 3D TPU oferuje interesujące potencjalne wyniki, które są generalnie nieosiągalne w przypadku innych materiałów do drukowania 3D, takich jak ABS, PLA lub nylon. Konsolidując właściwości tworzywa sztucznego i elastycznego, TPU może tworzyć elastyczne, wyjątkowo solidne części, które można skutecznie skręcać lub zagęszczać.

W niniejszym ćwiczeniu instruktażowym zbadamy zalety i zastosowania TPU, postępy, które pomagają materiałowi, a także kilka wskazówek, które pomogą Ci uczynić drukowanie 3D za pomocą TPU tak prostym i skutecznym, jak można się spodziewać. Więc czytaj dalej!

Co to jest TPU?

Osoba trzymająca w dłoni filament TPU. Źródło obrazu: Technologie BCN3D

Poliuretan termoplastyczny (TPU) zajmuje miejsce w grupie elastomerów termoplastycznych i łączy najlepsze właściwości termoplastów i gum (termoutwardzalnych).

Być może lepiej znasz termin TPE — lub elastomer termoplastyczny. TPE, który wcześniej był materiałem stosowanym do adaptacyjnego drukowania 3D, jest bardzo delikatnym, elastycznym tworzywem sztucznym, które można wyginać lub rozciągać bez zniekształceń. Niemniej jednak jego czysta jakość sprawia, że ​​TPE jest niesamowicie ruchomym materiałem do wytłaczarek maszynowych do druku 3D.

Z kolei TPU można uznać za bardziej nowoczesną adaptację TPE. TPU ma elastyczną wszechstronność, wysoką odporność na rozdarcie i zadrapania, wysoką rozciągliwość przy zerwaniu i wytrzymałość na ciepło.

Ponadto TPU jest również odporny na oleje, smary i różne rozpuszczalniki. Będąc twardszym niż TPE, TPU jest znacznie prostsze w druku 3D.

Specyfikacje dla materiału TPU

• TPU ma wysoką trwałość, elastyczność i wytrzymałość.
• Posiada wysoką odporność na ścieranie oraz średnio-wysoką odporność chemiczną i wodoodporną.
• Temperatura dyszy TPU wynosi od 220 do 250 °C.
• Jego podgrzewane łóżko ma temperaturę do 60 ‎°C.

Cechy filamentu TPU

Filament TPU w kolorze czarnym zaokrąglony w kole. Źródło obrazu: Amazon

Włókno TPU ma różne cechy, co sprawia, że ​​jest to niesamowita decyzja do wielu celów. Jest odporny na zadrapania, olej, substancje i zużycie, dzięki czemu idealnie nadaje się do użytku w takich firmach, jak przemysł samochodowy. Drukowane elementy TPU są dodatkowo odporne na niskie temperatury, co sprawia, że ​​nie stają się słabe i trudne w obróbce.

W przeciwieństwie do TPE, który jest również elastycznym włóknem, TPU jest nieco prostsze w druku i lepiej zachowuje swoje elastyczne właściwości w niższych temperaturach. Materiał TPU ma również większą odporność na ścieranie i lepszą ochronę przed olejami i smarami.

Włókno TPU, w przeciwieństwie do innych sztywniejszych termoplastów, ma cechy, które obejmują zdolność adaptacji i zgodność. Dodatkowo ma niesamowite mocowanie międzywarstw i nie ma skręcania ani rozwarstwiania podczas procesu drukowania 3D.

• Sztywne lub elastyczne

Twardość TPU może zależeć od mieszanki polimerów. Temperatura, w której włókno TPU będzie ekspandować, wynosi 220-250 stopni. Nie jest potrzebny etap rozgrzanej formy. Jednak przy użytkowaniu temperatura nie powinna przekraczać 60 stopni. Rama wytłaczarki powinna wytrzymać elastyczne i ściśliwe materiały do ​​stałej temperatury 250 stopni.

• Elastyczność

Możliwość adaptacji TPU jest wspaniała; jednak zależy to od ustawień programowania drukowania 3D. W momencie, w którym wykorzystasz niski stopień wypełnienia, wydrukowany plan 3D będzie bardziej elastyczny. To sprawia, że ​​można sobie wyobrazić bardziej wszechstronne lub nieugięte protesty. W przypadku drukowania 3D włókno TPU wymaga wymiany większej ilości energii niż wiele różnych włókien. W każdym razie, w przeciwieństwie do innych materiałów, nie ma problemów z skręcaniem, które mogą być spowodowane szokiem termicznym.

Wskazówki dotyczące drukowania 3D przy użyciu materiału TPU

Ważne jest, aby poznać zalety i wady drukowania z włókna TPU. Jak wykorzystałbyś ten materiał? Konieczne jest rozważenie potencjalnych problemów przed rozpoczęciem pracy z materiałem TPU, aby wiedzieć, co jest w sklepie.

1. Optymalizacja szybkości posuwu: najlepiej jest wykorzystać niezawodną szybkość posuwu, która jest powolna podczas drukowania 3D z elastycznymi włóknami. Wynika to z tego, jak materiał jest elastyczny i może stać się dziki, przy założeniu nagłych zmian prędkości drukowania. Przyspieszenie może spowodować nacisk na włókno, powodując zacięcie. Znalezienie idealnej prędkości drukowania do drukowania 3D materiału TPU może wymagać kilku prób. Mimo wszystko przyzwoity etap początkowy to prędkość 35 mm/s.

Aby to osiągnąć, wykorzystując materiał TPU, drukuj na niższych poziomach warstw, gwarantując, że mieszczą się one w zakresie od 0,1 mm do 0,2 mm. Na poziomie dolnej warstwy istnieje warunek wstępny mniejszej ilości plastiku, co oznacza, że ​​wytłaczarka dba o nią z mniejszą szybkością, co ułatwia wagę włókna.

2. Użyj negatywnej tolerancji i unikaj używania tratw: Planowanie elastycznej sekcji, która rzuca napad złości na inny artykuł, zasługuje na rozważenie wykorzystania negatywnego oporu między częściami. Gwarantuje to, że regulowana część może łatwo rozciągać się na drugą część.

Wykorzystanie adaptowalnego włókna, na przykład materiału TPU, i niestosowanie tratw ma duże znaczenie. Ponieważ podstawowe warstwy stawki mają wyższe tempo wydalania, może to spowodować problemy.

3. Zoptymalizuj ustawienia cofania : Ponieważ materiał TPU jest elastyczny i uniwersalny, czyni go niezwykle delikatnym w przypadku szybkich zmian, takich jak wycofywanie. Następnie, aby efektywnie drukować 3D z wykorzystaniem włókna TPU, musisz zmienić ustawienia wycofywania, aby ograniczyć konsekwencje. Jest to kluczowe, niezależnie od ograniczonej ilości pobierania, przy użyciu mniejszej prędkości, aby pomóc w każdym możliwym przelaniu z wytłaczarki (gorący koniec).
4. Skróć dystans: Ogólna ocena obsługuje materiały adaptacyjne do druku 3D za pomocą ekstrudera Direct Drive. W każdym razie możesz osiągnąć podobne wyniki, korzystając z odpowiednich ustawień drukarki 3D z ekstruderem Bowden. Co istotne, włókno trafia do strefy zmiękczania, aby mieć ścisłą sprężystość, która może zapobiegać wszelkim zagniataniu lub wężom.
5. Umieszczenie szpuli: Kilka zmian w szpuli materiału może mieć znaczący wpływ. Koło napędowe wytłaczarki będzie regularnie manewrować włóknem w dziobku, co powoduje, że szpula włókna przez cały czas rozluźnia niewielką ilość plastiku. Ponieważ TPU jest wszechstronne, włókno zostanie wydłużone podczas ciągnięcia, powodując niedostateczne wydalenie. W związku z tym zamontuj szpulę nad drukarką, aby włókno poluzowało się w dół, zmniejszając wszelkie przeszkody.

Branże, które wykorzystują materiał TPU w druku 3D

Wiele przedsiębiorstw korzysta z druku 3D z TPU, ponieważ jego elementy dają im różne korzyści.

• Artykuły sportowe i obuwie: ponieważ może pojawić się potrzeba dostosowania i wytrzymałości, materiał TPU jest idealną decyzją. Można go znaleźć w przygotowywaniu pomocy, sprzętu wodnego i sprzętu wellness w wielu grach. Obuwie musi wytrzymywać niskie temperatury, dostosowywać się i być nieprzepuszczalne dla wody i substancji syntetycznych. W ten sposób drukowanie 3D TPU jest idealne do montażu materiałów zewnętrznych.
• SLEM zbadało możliwości obuwia drukowanego w 3D: SLEM, społeczność rozwojowa i szkolna dla branży obuwniczej, poprosiła Tractus3D o współpracę przy projekcie drukowania 3D butów. Celem jest zbadanie, w jaki sposób można zmniejszyć ilość odpadów materiałowych, bez względu na to, jak można było racjonalnie oczekiwać, przy jednoczesnym badaniu nowych i istniejących strategii szybkiego dostosowywania zaawansowanych modeli dla każdego klienta.

SLEM doszedł do wniosku, że innowacje FDM i różne metodologie, takie jak tworzenie FFF, rzekomo stanowią najbardziej praktyczną odpowiedź na modyfikację podeszew. Buty wykonane przy użyciu tych cykli są szczególnie atrakcyjne, jeśli chodzi o dopasowanie planów podeszwy do niezwykłych potrzeb użytkowników, od kształtu i pocieszenia po uzyskanie wyraźnych zastosowań, takich jak gry. Później ostatecznym celem dla organizacji obuwniczych będzie szybki powrót od uzyskania informacji o kliencie, aby im przekazać, oraz od drukowania podeszew, ulepszania, tworzenia i przekazywania klientom wkrótce.

• Przemysł lotniczy: Branża lotnicza dodatkowo poważnie podchodzi do wykorzystania nadruku 3D TPU, ponieważ rozszerzyła również jego wykorzystanie, widząc dokładnie to, co wnosi do stołu. Można go również znaleźć w tablicach przyrządów i czujnikach.
• Motoryzacja: Branża motoryzacyjna przeszła na materiał TPU i wprowadziła go do systemu montażu pojazdów. W ostatnim czasie wykorzystanie znacznie wzrosło. Dlatego często można go znaleźć w tablicach przyrządów, czujnikach, przełącznikach i regionach.