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3D打印中的TPU:這種柔性材料有什么特點(diǎn)?

魔猴君  知識(shí)堂   118天前

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當(dāng)我們談?wù)撊廴诔练e3D打印時(shí),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(chǎng)上的大多數(shù)用戶尋求更進(jìn)一步,采用更多技術(shù)材料,提供更高的機(jī)械特性或簡(jiǎn)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(jī)器上打印零件,則必須要有耐心。

問題1TPU家族的主要特點(diǎn)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(dāng)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(duì)油、植物和動(dòng)物脂肪以及礦物油具有高耐受性。

抗沖擊和抗切割

另一個(gè)重要的一點(diǎn)是,TPU具有出色的層內(nèi)聚力,它賦予打印部件機(jī)械均勻性。因此,該零件是各向同性的。

問題2TPU有什么特殊的打印參數(shù)嗎?

在相對(duì)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(duì)于較軟的材料(<95A),在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器上,必須大大降低沉積速度,以避免出現(xiàn)細(xì)絲在擠出機(jī)中堵塞的問題。

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(gè)非常重要的一點(diǎn):房間通風(fēng),這直接影響打印質(zhì)量。缺乏通風(fēng)會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)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(jìn)行后處理。事實(shí)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(jìn)行化學(xué)處理。也可以恢復(fù)加工。

問題4TPU的主要應(yīng)用有哪些?

應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)用(夾具)、定制靜音塊、零件保護(hù)、減震器和配件。

ALSIMA準(zhǔn)備的3D打印TPU機(jī)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(gè)重要優(yōu)勢(shì)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(yīng)力下的反應(yīng)的效果。

問題5TPU的局限性是什么?

與硅膠不同,TPU不適合高溫環(huán)境。事實(shí)上,盡管TPU的工作范圍相對(duì)較寬(-20°C–+65°C),但它并不耐高溫。如今,我們?cè)贔DM上沉積非常靈活的TPU(<60A shore)時(shí)受到限制。我們正在努力從材料和機(jī)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(jìn)行打印的建議?

在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器上要有耐心,TPU打印速度較慢,以免在擠出機(jī)中造成問題。這是一種反復(fù)無常的材料。其擠出溫度范圍較低,過熱會(huì)導(dǎo)致材料中產(chǎn)生氣泡;反之,溫度過低會(huì)導(dǎo)致擠出不足。

使用TPU Flex 60A打印的部件(照片來源:ALSIMA)



來源:3dnatives

   
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