De beste flexibele materialen in 3D-printen

3D-printen biedt grote mogelijkheden en vele varianten als het gaat om het printen van flexibele en rubberachtige materialen. Van productie-onderdelen tot innovatieve en coole projecten voor hobbyisten, dit is iets om te bekijken. Laten we eens kijken naar de mogelijkheden van flexibele materialen voor 3D-printen voor de technologieën die beschikbaar zijn bij Xometry.

Shorehardheidsindicatoren van verschillende 3D-printmaterialen

Als het gaat om flexibele polymeren, is Shore-hardheid een van de belangrijkste eigenschappen om op te letten.

De Shore-hardheidsschalen zijn gemaakt om een ​​gemeenschappelijk referentiepunt te bieden bij het vergelijken van verschillende materialen. Het wordt gemeten met een durometer-meter. Er zijn verschillende Shore hardheidsschalen voor het meten van de hardheid van verschillende materialen.

• De Shore OO Scale meet extreem zachte materialen zoals gels (bijvoorbeeld gel-inlegzolen).
• De Shore A-schaal meet een breed scala aan materiaalsoorten; van zeer zacht en flexibel tot halfstijve kunststoffen met bijna geen flexibiliteit.
• De Shore D-schaal meet zeer harde rubbers, halfharde en harde kunststoffen (bijv. PVC-buis).

Zoals je op de afbeelding kunt zien, is er overlap op de verschillende schalen. Een materiaal met een Shore-hardheid van 95A is bijvoorbeeld ook een Shore 50D.

3D-printen van flexibele materialen beschikbaar bij Xometry

Verschillende printtechnologieën vereisen verschillende polymeren of harsen om te printen. Laten we eens kijken welk printmateriaal elke technologie nodig heeft en wat de eigenschappen zijn.

Thermoplastisch polyurethaan (TPU)

TPU's behoren tot de categorie Thermoplastische Elastomeren. TPE's kunnen variëren van 10 Shore 00 tot 72 Shore D, die alle drie de hardheidsschalen overspannen, maar de meest gebruikte is de Shore A-schaal.

TPU Polyurethaan 88/95A

Algemeen bekend als Ultrasint™ TPU01 is een multifunctioneel materiaal dat uitsluitend wordt toegepast in Multi Jet Fusion (MJF). Dit materiaal is een thermoplastisch urethaan, met flexibiliteit, hoge scheursterkte en biedt goede details. TPU 3D-printen biedt unieke mogelijkheden die anders moeilijk te bereiken zijn met andere 3D-printmaterialen zoals ABS, PLA of Nylon.

Door de eigenschappen van zowel kunststof als rubber te combineren, kan TPU elastische, zeer duurzame onderdelen produceren die gemakkelijk kunnen worden gebogen of samengedrukt. Het materiaal vertoont stijve rubberachtige eigenschappen - net als een skateboardwiel - waardoor een reeks eindgebruikstoepassingen mogelijk is. Daarnaast is het materiaal gemakkelijk te bedrukken en heeft het een goede UV- en hydrolysebestendigheid. Bekijk het TPU M95A-specificatieblad voor gedetailleerde eigenschappen.

Technologie :Multi Jet Fusion (MJF)

Flex TPU/TPE zoals

Als u een resistent, flexibel en rubberachtig materiaal nodig heeft, is Flexible TPU/TPE for Selective Laser Sintering (SLS) de perfecte optie. Met een goede veerkracht na vervorming en een hoge Ultraviolet (UV) stabiliteit biedt deze elastomere SLS TPU vele voordelen. Door een interessant structureel ontwerp te maken, kunnen onderdelen 3D worden geprint voor verschillende toepassingen, van de auto-industrie tot de schoenenindustrie. Het materiaal geeft een glad wit oppervlak en biedt ook een goede hydrolyseweerstand, geweldige schokabsorptie.

Technologie :Selectief laser sinteren (SLS)

TPU-materialen kunnen ook worden gebruikt bij FDM-printen, maar meestal zijn dergelijke 3D-prints van lagere kwaliteit dan wanneer ze worden geprint met op poeder gebaseerde technologieën zoals SLS of MJF, bovendien verschillen ze bijna niet in prijs.

Eigenschappen van TPU

Er zijn een paar exclusieve belangrijke eigenschappen van TPU's die de industrieën ten goede komen.

Slijtage/krasbestendigheid

Hoge slijtvastheid en krasbestendigheid betekenen duurzaamheid en hoge esthetische waarde.TPU's geven uitstekende resultaten in vergelijking met andere thermoplastische materialen wanneer slijtvastheid en krasbestendigheid van cruciaal belang zijn voor een toepassing zoals auto-interieuronderdelen, sport- en technische onderdelen.

UV-bestendigheid

Behalve dat ze goede mechanische eigenschappen behouden, vertonen ze ook een buitengewone stabiliteit tegen ultraviolette straling en dus een superieure kleurstabiliteit. Voor zowel lichte als donkere kleuronderdelen kunnen industrieën vertrouwen op TPU's hoge krasbestendigheid en UV-prestaties, aangezien TPU's kleurvastheid voor de esthetische onderdelen garanderen.

Hoge flexibiliteit

TPU's bieden een hoge flexibiliteit, schokabsorptie en rebound en zijn uitstekende keuzes voor het maken van schoenen, sportuitrusting en orthopedische modellen. Deze eigenschap is erg handig als het gaat om auto-interieurs en luchtfilterafdekkingen.

Andere voordelen

• Goede flexibiliteit over een breed temperatuurbereik
• Uitstekende sterkte bij lage temperaturen en slagvastheid
• Robuuste weersbestendigheid en stralingsweerstand met hoge energie
• Hoge elasticiteit over het gehele hardheidsbereik
• Veerkracht tegen oliën, vetten en talrijke oplosmiddelen

Flexibele CLIP-harsen

CLIP-harsen zijn een klasse van hoogwaardige harsen die worden gebruikt met Carbon DLS 3D-printtechnologie. Bij Xometry bieden we drie soorten flexibele CLIP-harsen aan. Bekijk ons ​​video-overzicht om te zien hoe ze eruit zien:

• DLS EPU 40 (1:22)
• DLS FPU 50 (2:36)
• DLS SIL 30 (3:36)

DLS EPU 40 (elastomeer polyurethaan)

EPU 40 is een hoogwaardig polyurethaanelastomeer dat een goede keuze is voor toepassingen waar een hoge elasticiteit en scheurweerstand vereist zijn. Elastomeer polyurethaan CLIP-hars, vanwege zijn hoge prestaties, zorgt voor een uitstekend elastisch gedrag onder cyclische trek- en drukbelastingen. Je kunt het uitrekken en buigen, het neemt zijn originele gedrukte vorm terug.

EPU 40 is vergelijkbaar met commerciële TPU's met een Shore-hardheid van 70A. EPU-hars is rubberachtig, resistent, flexibel en rekbaar, met een laagdikte van 100 µm of 0,1 mm die bijna onzichtbaar is. Onderdelen komen dan heel dicht in de buurt van spuitgegoten modellen, wat het erg interessant maakt voor prototyping. Bekijk het specificatieblad van de EPU 40.

Belangrijkste kenmerken

• Zeer elastisch
• Scheurvast
• Chemische en biologische compatibiliteit

Toepassingen

• Pakkingen en afdichtingen
• Schokdempers
• Trillingisolatoren

DLS FPU 50 (flexibel polyurethaan)

FPU 50 is een slag-, slijtage- en vermoeidheidsbestendig halfstijf materiaal dat een goede keuze is voor onderdelen die bestand moeten zijn tegen herhaalde belastingen. Dit materiaal kan ideaal zijn voor stevige behuizingen, scharniermechanismen en wrijvingspassingen. FPU is vergelijkbaar met polypropyleen vanwege zijn uitstekende weerstand tegen vermoeiing en hitte. Functies van slechts 0,25 mm kunnen 3D-geprint worden en zijn niet rubberachtig en elastisch zoals EPU 40. Bekijk de algemene specificaties van de DLS FPU 50.

Belangrijkste kenmerken

• Sterk en bestand tegen vermoeidheid
• Hoge treksterkte
• Hoge impact en vloeigrens

Toepassingen

• Snap past
• Trekontlasting
• Bevestigingen en beugels om kleine elektrische circuits in te kapselen

DLS SIL 30 (Silicone)

SIL, een materiaal van silicium-urethaan, is vergelijkbaar met commerciële TPE's met een Shore A-hardheid van 35. CLIP-technologie maakt 3D-printen mogelijk met nieuwe klassen polymeren, waaronder complexe chemicaliën zoals op polyurethaan en cyanaatester gebaseerde harsen. Het resultaat is een gevarieerde en groeiende selectie van materialen die overeenkomen met gemeenschappelijke technische vereisten. Hier is het SIL 30-specificatieblad.

Belangrijkste kenmerken

• Zacht gevoel
• Bio-compatibel
• Scheurvast

Toepassingen :

• Draagbaar (polsbandjes, hoofdtelefoonkussentjes)
• Medische apparatuur

Al deze CLIP-harsen zijn geschikt voor langdurig (>30 dagen) huidcontact. Evenzo kunnen ze allemaal worden gebruikt voor kortdurend (<24 uur) slijmvliescontact, behalve EPU 40*, dat alleen geschikt is voor contact met de huid. Zo vinden ze ook hun weg naar het printen van veilige materialen in de medische industrie.

Flexibele materiaalkostenvergelijking

Laten we een kostenvergelijking maken van de drie harsen uit de quote-engine van Xometry voor het CAD-model

Conclusie

Er zijn 2 hoofdtypen flexibele materialen voor 3D-printen beschikbaar op de massamarkt:TPU's, die kunnen worden geprint met FDM, MJF en SLS 3D-printers en CLIP-harsen (Carbon DLS). Ga voor de TPU-materialen als je op zoek bent naar meer betaalbare onderdelen en voor de duurdere CLIP-harsen als je geavanceerde materiaaleigenschappen zoals hoge sterkte of scheurweerstand nodig hebt.

Al deze 3D-afdrukopties zijn beschikbaar bij Xometry, upload gewoon uw CAD-bestanden en bekijk de prijsopties.