Die Nachfrage nach verschiedenen Materialien für den 3D-Druck steigt jeden Tag, da immer mehr Menschen den 3D-Druck für ihre Arbeit oder ihr Hobby nutzen. In den ersten Jahren der Entwicklung von 3D-Druck-Materialien gab es nur harte Thermoplaste, weil sie leicht zu extrudieren sind.
Was ist TPU im 3D-Druck?
Flexibles Filamentmaterial ist eines der beliebtesten Materialien bei 3D-Druckern, da es sich biegen und krümmen lässt und nicht so leicht bricht. Die Elastizität des Materials wurde auf der Shore-Härteskala nach dem ASTM-D2240-00 Standardsystem gemessen. Es gibt zwei gängige Skalen für die Messung der Shore-Härte, nämlich Shore-A und Shore-D. Flexibles Filament wird normalerweise im Shore-A-System gemessen, das als mittlere Härte eingestuft wird.
TPU oder Thermoplastisches Polyurethan-Filament ist ein elastomeres Material: Ein Kunststoffpolymer wird mit einem Zusatzstoff kombiniert, so dass es zu einem leicht elastischen Material wird. Dieses Material ist in der Industrie, insbesondere im Textil- und Modesektor, sehr beliebt.
TPU-Flex-Eigenschaften haben eine Shore-A-Härteskala zwischen 70-95, so dass es ähnlich wie Reifengummi (70-75), Schuhsohlen (85) und Einkaufswagenräder (95-97) ist.
TPU-Filamente haben eine Schmelzzone von 210-240 °C und eine relativ niedrige Glasübergangstemperatur von etwa 65-70 °C. Das Material gilt außerdem als ungiftig und erzeugt während des Druckvorgangs keine Dämpfe.
3D-Druck mit TPU-Filament ist möglich, allerdings nur unter bestimmten Bedingungen. Aufgrund seiner flexiblen Eigenschaften erfordert der 3D-Druck mit TPU-Filament eine spezielle Handhabung.
Prüfliste für den 3D-Druck von TPU:
- Direkter Extruderkopf erforderlich
TPU ist ein flexibles Material, obwohl es nicht als Hochtemperaturmaterial gilt (nicht zu verwechseln mit Silikon), und es benötigt einen sehr kurzen Abstand zwischen Extruderantrieb und Schmelzkammer des Heizelements, um präzise extrudiert zu werden. Hierfür kommt ein Direktextruder ins Spiel. Einige Benutzer können eine Kombination aus Bowden-Extruder und präzisem Capricorn PTFE-Schlauch verwenden, aber es ist immer noch schwierig, den Druck richtig einzustellen. Ein Dual-/Doppelzahnrad-Extruder ist ein weiterer Bestandteil, der die Erfolgsrate beim Drucken von TPU-Filament verbessern kann.
- Langsam drucken
Das Drucken von TPU muss so langsam wie möglich erfolgen, da TPU eine hohe Viskosität aufweist und im geschmolzenen Zustand ständig klebrig ist. Die Verlangsamung des Drucks trägt auch dazu bei, dass die Schwerkraft eine Rolle beim Vorschieben des Filaments spielt. Bei einer maximalen Druckgeschwindigkeit von TPU in der Regel etwa 15-25 mm/s und dies mit Geschwindigkeit TPU Druck wird eine gute Bindung zwischen den Schichten haben.
- Geringe oder keine Retraktion
Beim Zurückziehen wird der Filament-Mechanismus in kleinen Mengen herausgezogen, um den Fadeneffekt zu verringern - dies ist sehr effektiv, um eine schöne glatte Extrusion für den 3D-Druck zu erhalten. TPU-Filament ist jedoch ein flexibler Draht und der Push-Pull-Mechanismus kann einen Stau verursachen, da das Material am Vorschubgetriebe des Extruders hängen bleiben kann. Bei dieser Einstellung muss der Druck verlangsamt und nur ein wenig zurückgezogen werden. Es gibt einige Benutzer, die ohne Rückzug gut drucken können.
- Trocknen Sie das Filament immer
TPU gilt als stark hygroskopisches Material, was bedeutet, dass TPU in kurzer Zeit eine große Menge an Wasserpartikeln aufnimmt. Aufgrund dieser Eigenschaften muss TPU ordnungsgemäß in engen Lagerräumen gelagert werden, und das Drucken von TPU mit aktiven Filamenttrocknereinheiten wie SUNLU S2 oder SUNLU S4 verbessert die Oberflächenqualität drastisch. Nicht getrocknetes TPU-Material führt zu vielen ungleichmäßigen Tropfen und wahrscheinlich zu einer verstopften Düse. Das andere schlechte Ergebnis ist ein sehr schlechtes Fadenziehen. Wenn der Benutzer also zu viel Faden feststellt, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass das TPU-Filament feucht ist.
- Bettplattformtyp
Das direkte Drucken von TPU-Filament auf Carborundum-beschichtetem Glas, PEI oder Build-Tak-Betten muss vermieden werden, da das Material stark an diesen Materialien haften bleibt. Auf diese Oberfläche muss eine dünne Schicht PVA-Kleber aufgetragen werden, damit er sich nach dem Drucken leicht lösen lässt. Einfaches Glas oder Spiegel eignen sich gut zum Bedrucken von TPU-Material ohne zusätzliche Beschichtung.
- Ordentlich gewickeltes Filament
TPU 3D-Druckfilament ist ein dehnbares Drahtmaterial. Unsachgemäß aufgewickelter Draht kann sofort zu Druckstaus führen, da sich durch die Dehnung des Filaments der Durchmesser ändert, wodurch das Vorschubgetriebe den Halt verliert. Saubere Wickelspulen wie SUNLU Filament-Produkte vermeiden dieses Problem erheblich. Außerdem ist es besser, die Spulenposition oben auf dem Extruderkopf (nach unten) zu platzieren, damit das Extrudergetriebe das Filament mit möglichst geringem Drehmoment zieht. Die Filamentspule muss sich mit nur geringem Kraftaufwand frei bewegen lassen.
- Minimieren Sie die Druckunterstützung so weit wie möglich
TPU Filament is bad in bridging or overhang print even still possible can add support but the surface result is not nice. Try to avoid support, long bridging, or steep overhang when preparing 3D model for Printing TPU.
- Nachbearbeitung
Der Druck von 3D-gedruckten Objekten mit TPU-Material kann nicht wie andere feste Hartmaterialien geschliffen werden. Der einzige Prozess, der durchgeführt werden kann, ist die Verwendung von Wärmewerkzeugen wie einem beheizten Cutter oder einem Ofen. Auch für die Lackierung von TPU können nur spezielle Farben wie Gummifarbe verwendet werden.
Als flexibles und weiches Material wird TPU heute häufig im 3D-Druck verwendet, von Spielzeug, Mode und Industrieersatzteilen bis hin zu Souvenirartikeln. Aufgrund der begrenzten Glasübergangstemperatur von TPU ist es jedoch nicht mit Silikon zu vergleichen.
Verwendung von TPU-Filamenten
Sie verwenden TPU-Filament nur für Objekte, die flexible Formen erfordern, wie z. B. maßgeschneiderte Bumper-Handyhüllen, flexible Flip-Flops, Anti-Vibrations-Stoßfänger, Armbänder oder Uhrenarmbänder. TPU kann etwas hart sein, wenn es mit hoher Füllung gedruckt wird. Wenn Sie also ein sehr flexibles Modell drucken möchten, verwenden Sie entweder weicheres Spezifikationsmaterial wie Filament mit Shore 85A oder reduzieren Sie den Parameter Wand/Füllung. Achten Sie jedoch darauf, dass eine Reduzierung der Wandstärke leicht zu Schichtrissen führen kann.
Durch den Einsatz von Multi- oder Dual-Head- oder Multi-Material-3D-Druck kann eine einzigartige Kombination aus harten Materialien wie PLA/PETG mit TPU kombiniert werden. Mit kreativen Ideen – Die Möglichkeiten des 3D-Drucks sind endlos.
——————————————————
