3D-tulostuksen TPU-filamentti, joustava

Joustava TPU: 3D-tulostuksen erikoistapaus

TPU (kestomuovinen polyuretaani) ei käyttäydy lainkaan samalla tavalla kuin PLA-filamentti tai ABS-filamentti. Sen molekyylirakenne antaa sille joustavuuden, jota mitataan Shore-kovuutena, yleensä 82A:sta 98A:han valikoimasta riippuen. Mitä pienempi luku, sitä enemmän tulostettu kappale taipuu paineen alla: Shore 85A -puhelinkotelo vaimentaa iskun, kun taas Shore 95A -pohjallinen säilyttää muotonsa kehon painon alla.

Tämä joustavuus muuttaa koko tulostusprosessin. TPU ei virtaa suuttimessa jäykän filamentin tavoin: se puristuu kokoon ennen sulamista, mikä aiheuttaa tukkeutumista, jos tulostimessa on huonosti säädetty bowden-ekstruuderi. Tämän kategorian 26 tuotenumeroa kattavat 500 g:n ja 1 kg:n keloja 1,75 mm:n ja 2,85 mm:n paksuudella; tätä suurempia kokoja on TPU-valmistajilla harvoin materiaalikustannusten vuoksi.

Shore-kovuuden valinta käyttötarkoituksen mukaan

TPU Shore 85A-90A iskuja vaimentaviin osiin

NinjaFlex, jonka lanseerasi vuonna 2014 Fenner Drives (amerikkalainen teollisuushihnojen valmistaja), on edelleen Shore 85A:n vertailukohta: suojakuoret, tiivisteet, tärinänvaimentimet kamerajaloissa. Polymaker tarjoaa PolyFlex TPU90 -filamenttinsa Shore 90A -kovuudella, kompromissin joustavuuden ja tulostettavuuden välillä, joka sopii käyttäjille, jotka kokeilevat joustavaa materiaalia ensimmäistä kertaa PLA:n jälkeen.

TPU Shore 95A-98A puolijäykkiin osiin

eSUN TPU Shore 95A -kovuudella tulostuu lähes kuin tavallinen filamentti: vähemmän kimmoisuutta ekstruuderissa, tulostusnopeus lähempänä PLA:ta. Tämä on järkevä valinta elävien saranoiden, pienten robottien pyörien tai kaapelisuojien valmistukseen, joiden täytyy taipua murtumatta. Recreus, vuonna 2012 perustettu espanjalainen valmistaja, tarjoaa Filaflex-sarjaansa 82A:sta 95A:han ja on tällä osa-alueella laajin merkki.

Tulostusasetukset tukkeutumisen välttämiseksi

TPU:n suuttimen lämpötila asetetaan 210-230°C:een merkistä riippuen, kun tavallisen PLA:n lämpötila on 190-220°C. Lämmitettyä alustaa ei välttämättä tarvita (30-60°C riittää PEI-kalvon tai lakan kanssa), mutta tulostusnopeuden tulee laskea 20-40 mm/s:iin: tätä suuremmilla nopeuksilla filamentti nurjahtaa syöttöpyörän ja lämmityskammion välissä. Suoravetoinen ekstruuderi (direct drive) vähentää tätä riskiä huomattavasti paremmin kuin bowden-ekstruuderi, jonka putki antaa filamentin puristua kokoon useiden senttimetrien matkalla ennen suutinta.

Retraktion tulee pysyä minimaalisena, 0,5-2 mm:n välillä koneesta riippuen: liian voimakas retraktio vetää joustavan filamentin pois radaltaan sen sijaan, että se pysähtyisi tarkasti. Tämä asetus selittää suuren osan aloittelijoiden ilmoittamista epäonnistumisista, kun he käyttävät ASA– tai ABS-asetuksiaan mukauttamatta niitä.

Joustavan TPU:n käytännön sovellukset

Yleisimmät käyttötarkoitukset tämän kategorian käyttäjien keskuudessa:

• Suojakuoret ja -kotelot älypuhelimille, peliohjaimille, kannettaville työkaluille
• Tiivisteet ja tärinänvaimentimet 3D-tulostimien omiin tukirakenteisiin
• Kenkäpohjat ja mittatilaustyönä valmistetut ortopediset tuet
• Pyörät ja renkaat roboteille tai RC-ajoneuvoille
• Joustavat kaapelisuojat huonekaluihin tai vastaanottopisteisiin

Kappaleisiin, joissa yhdistyy jäykkä pohja ja joustava alue, osa käyttäjistä vaihtelee WOOD-filamentin tai ABS:n kanssa samalla tulostimella, kunhan suutin puhdistetaan materiaalien vaihdon välillä. Lisätarvikkeet, kuten karkaistusta teräksestä valmistetut suuttimet, pidentävät ekstruuderin käyttöikää, sillä TPU kuluttaa PLA:ta enemmän pitkällä aikavälillä, kun siinä on värjäyspigmenttejä.

Usein kysytyt kysymykset

Minkä Shore-kovuuden valita suojakuorien tulostukseen?

Shore 85A-90A vaimentaa iskuja paremmin kuin Shore 95A, mutta tulostus on hitaampaa (enintään 25-30 mm/s). Jos puhelinkotelon täytyy kestää pudotus, valitse 85A; jos kappaleen täytyy säilyttää muotonsa paineen alla, valitse 95A.

Tarvitaanko TPU:n tulostukseen suoravetoinen ekstruuderi (direct drive)?

Ei välttämättä, mutta tavallinen bowden-ekstruuderi tukkeutuu useammin, koska filamentti puristuu kokoon putken matkalla. Bowden-ekstruuderia käytettäessä laske nopeus alle 25 mm/s:iin ja rajoita retraktio 1 mm:iin kompensoidaksesi tätä.

Mikä ero on 1,75 mm:n ja 2,85 mm:n TPU:lla samassa tulostimessa?

2,85 mm kestää paremmin puristusta bowden-ekstruuderissa, koska sen poikkileikkaus on jäykempi, mikä vähentää nurjahdusta. 1,75 mm on edelleen yhteensopivin formaatti kaikkien merkkien kesken, mutta tarkista asia oman tulostimesi tiedoista ennen ostoa.

Sopiiko joustava TPU auringolle tai kuumuudelle altistuville kappaleille?

Ei, tavallinen TPU muuttaa muotoaan yli 60-70°C:ssa ja kellastuu UV-säteilystä muutamassa kuukaudessa ulkokäytössä. Aurinkoa vasten altistuvaan tekniseen kappaleeseen ASA-filamentti 500 g:n formaatissa kestää paremmin UV-säteilyä ja kuumuutta.

Miksi TPU tukkeutuu, vaikka PLA tulostuu ongelmitta?

TPU puristuu kokoon ennen sulamista, toisin kuin jäykkä PLA, joka liukuu suoraan suuttimeen. Laske nopeus 20-30 mm/s:iin, pienennä retraktio alle 2 mm:iin ja tarkista, että syöttöpyörä puristaa filamenttia riittävästi murskaamatta sitä.