3D打印中的TPU:這種柔性材料有什么特點?
魔猴君 知識堂 181天前
當我們談論熔融沉積3D打印時,可以使用許多材料。最常見的是PLA和ABS,尤其以其易于打印和可訪問性而聞名。然而,市場上的大多數(shù)用戶尋求更進一步,采用更多技術(shù)材料,提供更高的機械特性或簡單地改變表面硬度。熱塑性彈性體系列就是這種情況,其縮寫TPE更為人所熟知。其中,我們發(fā)現(xiàn)TPU熱塑性聚氨酯,以其柔韌性和出色的耐磨性而聞名。這些材料非常靈活,因此它們具有特定的打印特性也就不足為奇了,如果用戶希望在傳統(tǒng)上用于打印的機器上打印零件,則必須要有耐心。
問題1:TPU家族的主要特點是什么?它與其他塑料有何不同?
TPU是TPE-U的縮寫。我們屬于熱塑性彈性體家族,分為4大類:TPE-U/TPE-S/TPE-A/TPE-E。
它與其他熱塑性塑料的特別區(qū)別在于其可能具有截然不同的表面硬度。這種特性稱為“肖氏硬度”,表示TPU的柔韌性水平。最常用的硬度之一是95shA,它代表了相當高的硬度。
使用TPU Flex 85A打印的部件(照片來源:ALSIMA)
TPU還具有優(yōu)異的性能,例如:
高耐使用性和耐磨性。
對油、植物和動物脂肪以及礦物油具有高耐受性。
抗沖擊和抗切割
另一個重要的一點是,TPU具有出色的層內(nèi)聚力,它賦予打印部件機械均勻性。因此,該零件是各向同性的。
問題2:TPU有什么特殊的打印參數(shù)嗎?
在相對較高的肖氏硬度(>95A min)下,除了良好的收縮控制之外,不存在重大打印問題。對于較軟的材料(<95A),在標準機器上,必須大大降低沉積速度,以避免出現(xiàn)細絲在擠出機中堵塞的問題。
在95A軟硬度以下,將耗材直接送入打印頭是比將材料從底盤推出的Bowden更合適的解決方案。還有一個非常重要的一點:房間通風,這直接影響打印質(zhì)量。缺乏通風會導致嚴重的美觀缺陷。
采用TPU Flex 80A的3D打印部件(照片來源:ALSIMA)
問題3:有什么具體的后處理步驟嗎?
TPU很難進行后處理。事實上,它們的耐磨性使得打磨或處理打印表面變得困難。一些苯乙烯類TPE(TPE-S/SEBS)可以像ABS一樣進行化學處理。也可以恢復加工。
問題4:TPU的主要應用有哪些?
應用領域有很多,可以說是需要靈活性的一切!在我們的客戶中,我們發(fā)現(xiàn)了抓取應用(夾具)、定制靜音塊、零件保護、減震器和配件。
ALSIMA準備的3D打印TPU機器
TPU還可以在不使用真空成型的情況下制作某些柔性部件的原型。FDM中TPU打印的一個重要優(yōu)勢是能夠改變零件的外部結(jié)構(gòu)并調(diào)整零件的內(nèi)部填充物。這具有改變打印部件的靈活性、緩沖性和在應力下的反應的效果。
問題5:TPU的局限性是什么?
與硅膠不同,TPU不適合高溫環(huán)境。事實上,盡管TPU的工作范圍相對較寬(-20°C–+65°C),但它并不耐高溫。如今,我們在FDM上沉積非常靈活的TPU(<60A shore)時受到限制。我們正在努力從材料和機器的角度降低這一限制。
問題6:可以給那些想要使用柔性材料進行打印的建議?
在標準機器上要有耐心,TPU打印速度較慢,以免在擠出機中造成問題。這是一種反復無常的材料。其擠出溫度范圍較低,過熱會導致材料中產(chǎn)生氣泡;反之,溫度過低會導致擠出不足。
使用TPU Flex 60A打印的部件(照片來源:ALSIMA)
來源:3dnatives