Wat is TPU-filament? De basis en handige gids.

TPU is een van de meest populaire flexibele 3D-printfilamenten op de markt.

Thermoplastisch polyurethaan, of TPU, is afkomstig uit een klasse van polyurethaankunststoffen met belangrijke eigenschappen zoals hoge elasticiteit, transparantie en slijtvastheid, olie en vet.

Het onderscheidt zich van andere filamentmaterialen door zijn extreem flexibele aard. TPU's zijn gemaakt van thermoplastische elastomeren, maar het is beter om ze te scheiden van zuren, oplosmiddelen en brandstoffen, omdat ze de eigenschappen van de filamentmaterialen kunnen aantasten.

Wat is TPU-filament?

Thermoplastisch polyurethaan (TPU) is een veel voorkomende vorm van elastisch polymeer of elastomeer dat wordt gebruikt op elke goed uitgeruste 3D-printer.

Vergeleken met de vele soorten flexibele 3D-filamenten, is TPU-filament stijver, waardoor het gemakkelijker te extruderen en te gebruiken is. Het is een filamentmateriaal van gemiddelde sterkte met een zeer hoge duurzaamheid en flexibiliteit en is bestand tegen veel hogere druk- en trekkrachten dan de gebruikelijke equivalenten PLA en ABS.

TPU-filamenten zijn verkrijgbaar in verschillende soorten, afhankelijk van hun toepassing:

• Polyester TPU-filamenten – afgeleid van adipinezuuresters
• Polyether TPU-filamenten – afgeleid van tetrahydrofuraanethers
• Polycaprolacton TPU-filamenten – afgeleid van thermoplastisch polyurethaanelastomeer.

TPU-filamenten op basis van polyester worden vaak gebruikt om olie en koolwaterstoffen te weerstaan, terwijl TPU-filamenten van polyether worden gebruikt in natte omgevingen. Op polycaprolacton gebaseerde filamenten presteren meestal optimaal bij lage temperaturen en zijn beter bestand tegen hydrolyse.

Vergeleken met het TPE-filament (check bij Amazon) , TPU flexibele filamenten zijn gemakkelijker te printen en behouden de elastische eigenschappen beter bij lage temperaturen.

Een TPU-filamentmateriaal is flexibeler en heeft een betere conformiteit dan andere thermoplastische vormen.

Het filament heeft een goede hechting tussen de lagen en delamineert of krult niet tijdens het printproces als je de juiste 3D-printerinstellingen gebruikt.

Waar wordt TPU flexibel filament voor gebruikt?

TPU-filament wordt vaak gebruikt in medische apparaten, aandrijfriemen, opblaasbare vlotten, zwenkwielen, panelen in de auto-industrie, elektrisch gereedschap, sportuitrusting, schoeisel en sommige toepassingen van geëxtrudeerde folie en platen.

TPU-filamentmateriaal is geweldig voor het maken van op maat gemaakte buitenhoesjes voor mobiele apparaten zoals telefoons en tablets, rubberen matten en stressspeelgoed. Het kan ook af en toe worden gebruikt voor banden of schokdempers bij de vervaardiging van O-ringen en afdichtingen.

Het TPU-filament is perfect voor flexibele onderdelen of behuizingen en onderdelen die weerstand nodig hebben tegen plotselinge schokken en bewegingen als het gaat om doe-het-zelf.

Hoe flexibel is TPU-filament?

De flexibiliteit van TPU is uitstekend. De temperatuur waarbij TPU-filament waarschijnlijk zal extruderen, ligt tussen 220-250 graden.

Als u een verwarmd bouwplatform gebruikt, zorg er dan voor dat de temperatuur niet hoger is dan 60 graden. Het extrudersysteem moet bestand zijn tegen flexibele en samendrukbare materialen tot een constante temperatuur van 250 graden.

3D-printinstellingen hebben ook invloed op de flexibiliteit van het 3D-filament. Wanneer u een laag niveau gebruikt om op te vullen, zal het gedrukte ontwerp ook flexibeler zijn.

Dit creëert ruimte voor het printen van objecten die stijver en elastischer zijn.

Bij 3D-printen vereisen flexibele TPU-filamenten de overdracht van grotere hoeveelheden energie dan de andere filamentmaterialen .

Kun je thermoplastisch polyurethaan (TPU) gebruiken voor 3D-printen?

Absoluut. TPU 3D-printen biedt unieke functies die niet haalbaar zijn met andere printmaterialen zoals PLA, ABS of nylon.

Door de eigenschappen van plastic en rubber te combineren, kan TPU-filament duurzame, zeer elastische onderdelen produceren die gemakkelijk kunnen worden samengedrukt.

Het is belangrijk om de voor- en nadelen te begrijpen als het gaat om 3D-printen met TPU-filament. U moet ook de mogelijke problemen overwegen voordat u begint met 3D-printen met TPU-materiaal om te weten wat u kunt verwachten.

Hier zijn een paar tips voor 3D-printen met TPU-filamentmateriaal voor verbluffende TPU-prints:

• De invoersnelheid optimaliseren

U wordt aangeraden om een ​​consistente invoersnelheid en een lage invoersnelheid te gebruiken bij 3D-printen met flexibele filamenten. Dit komt omdat het printmateriaal elastisch is en oncontroleerbaar kan zijn bij plotselinge veranderingen in de printsnelheid.

Verhoogde afdruksnelheden kunnen compressie van het filament veroorzaken, wat kan leiden tot een storing. Er zijn meestal meerdere pogingen nodig om de optimale afdruksnelheid in te stellen voor het 3D-printen van TPU-filamentmateriaal.

een goede afdruksnelheid om mee te beginnen is echter 35 mm/s .

Om dit te verkrijgen met behulp van TPU-filamentmateriaal, drukt u lagere laaghoogten af ​​terwijl u ervoor zorgt dat ze tussen 0,1 mm en 0,2 mm liggen. Een lagere laaghoogte vereist minder plastic, wat betekent dat de extruder met een lagere snelheid voedt, wat de belasting van het filamentmateriaal verlicht.

• Gebruik een negatieve tolerantie en vermijd het gebruik van vlotten

U moet een negatieve tolerantie gebruiken tussen een flexibel onderdeel en een vereiste om bovenop een ander object te passen. Dit zorgt ervoor dat het flexibele deel de ruimte heeft om comfortabel over het andere object uit te rekken.

Bij het gebruik van flexibel filamentmateriaal zoals TPU is het van vitaal belang om vlotten te vermijden, aangezien basislagen een hogere extrusiesnelheid hebben, wat problemen kan veroorzaken.

• Optimaliseer de intrekkingsinstellingen

De flexibiliteit en elasticiteit maakt het TPU-filamentmateriaal gevoelig voor snelle bewegingen zoals intrekken.

Om succesvol te kunnen 3D-printen met flexibele TPU-filamenten, moet u daarom de instellingen voor het terugtrekken optimaliseren om bewegingen te beperken. Begin met een kleine hoeveelheid terugtrekking met een lagere afdruksnelheid om eventuele lekkage uit de extruder te voorkomen.

• Verkort de afstand

Het verkorten van de afstand is een algemene mening ten gunste van het 3D printen van flexibele materialen met een Direct Drive extruder. Desalniettemin kun je vergelijkbare resultaten krijgen als je de juiste instellingen gebruikt op een 3D-printer met een Bowden-extruder.

Het is belangrijk om te zorgen voor nauwe toleranties voor het pad waarin de gloeidraad zich aflegt om knikken of oprollen te voorkomen.

• Plaats van de spoel

Een paar aanpassingen aan de spoel van het flexibele materiaal kunnen een groot verschil maken. Gewoonlijk trekt de extruderaandrijving het printerfilament in het mondstuk, waardoor de filamentspoel een kleine hoeveelheid plastic afwikkelt tijdens het printproces.

Omdat een TPU-materiaal elastischer is, wordt het filament echter uitgerekt terwijl het wordt getrokken, wat kan leiden tot onderextrusie. Monteer daarom de spoel boven de 3D-printer zodat het filament naar beneden afwikkelt om eventuele weerstand te verminderen.

Wat is het verschil tussen TPU en PLA?

PLA is gemakkelijker om mee te printen, milieuvriendelijker en composteerbaar dan TPU. TPU-materiaal is geschikt voor flexibele onderdelen die na het buigen weer in hun oorspronkelijke staat kunnen terugkeren.

Dus als je het gemakkelijkste filament voor 3D-printen wilt, moet je PLA (check bij Amazon) gebruiken , maar als u flexibiliteit aan uw afdrukken wilt toevoegen, kunt u TPU gebruiken.

Hoe bewaar ik TPU-filament?

Flexibel TPU-filament kan worden bewaard in een koele, luchtdichte verpakking, zoals PolyBox (check bij Amazon) . De opslagcontainer kan ook een droogmiddelpakket hebben om het filamentbot droog te houden.

De luchtdichte verpakking helpt ook het binnendringen van vuil- en stofdeeltjes te voorkomen, zodat u het filament op elk moment kunt gebruiken om te printen.

Hoewel sommige TPU-filamenten waterbestendig zijn, kan blootstelling van de TPU aan water degradatie van het product veroorzaken.

Hoe maak je TPU 3D-filament flexibele materialen glad?

Een van de meest effectieve manieren om afdruklijnen glad te strijken zonder dure apparatuur te gebruiken, is het gebruik van epoxyhars (controleer bij Amazon) .

Filler-primer, het materiaal dat wordt gebruikt om printlijnen in PLA-prints op te vullen, is helaas slecht geschikt om TPU-lijnen te vullen, omdat de flexibele aard van het materiaal ervoor zorgt dat de primer barst en afbladdert of afbladdert als deze niet goed hecht.

Als het gaat om 3D-printen, is shore-hardheid de mate waarin een printmateriaal bestand is tegen indrukking.

Shore A meet de objecten van gemiddelde zachtheid. Een rubberen band heeft bijvoorbeeld een Shore A-hardheid van 20, terwijl een dichter en harder rubberachtig wiel op een winkelwagentje een Shore A-hardheid van 90 kan hebben.

Een andere maatstaf voor de shore-hardheid wordt gebruikt om de hardheid van stijvere materialen te meten; de Shore D. Een autoband zou een Shore D-hardheid van ongeveer 20 hebben, een object dat erg stijf en hard is, zoals een bouw- en constructiehelm, zou een hardheid van 80 D kunnen hebben.

Flexibele TPU-filamenten hebben een shore-hardheid tussen 75 D en 98 A.

Is TPU-filament giftig?

TPU-filamentmaterialen zijn niet giftig en worden, afhankelijk van verschillende overwegingen, als veilig beschouwd voor veel toepassingen. TPU-filament wordt zelfs gebruikt in biomedische toepassingen. Het is een veelzijdige compound met een grote slijtvastheid die veel wordt gebruikt in ons dagelijks leven.

Is TPU-filament voedselveilig?

TPU-filamentmateriaal stoot geen uitzonderlijke dampen uit tijdens 3D-printen, maar wordt niet als voedselveilig beschouwd.

Hoewel TPU een niet-oplosbaar materiaal is, is het hygroscopisch, wat betekent dat het vocht uit de omgeving opneemt en na verloop van tijd afbreekt.

Conclusie

TPU-filament is een middelsterk 3D-printmateriaal dat bestand is tegen hoge druk- en trekkrachten dan zijn tegenhangers PLA en ABS.

Flexibele TPU-filamenten hebben uitzonderlijke eigenschappen waardoor het de ultieme keuze is voor een 3D-printproject waarvoor elastisch materiaal nodig is dankzij de rubberachtige eigenschappen.

Als je op zoek bent naar een flexibel filament, dan heb je geluk, want TPU-filament is het materiaal bij uitstek dat gemakkelijker te hanteren is dan zijn gebruikelijke tegenhangers.