2023 Најфлексибилниот материјал за 3D печатење - TPU

Дали некогаш сте се запрашале зошто технологијата за 3D печатење добива на сила и ги заменува постарите традиционални технологии за производство?

Ако се обидете да ги наведете причините зошто се случува оваа трансформација, листата најверојатно ќе започне со прилагодување. Луѓето бараат персонализација. Тие се помалку заинтересирани за стандардизација.

И токму поради оваа промена во однесувањето на луѓето и способноста на технологијата за 3Д печатење да ја задоволи потребата на луѓето за персонализација, преку прилагодување, таа е во можност да ги замени традиционалните технологии за производство базирани на стандардизација.

Флексибилноста е скриен фактор зад потрагата на луѓето по персонализација. А фактот дека на пазарот е достапен флексибилен материјал за 3D печатење што им овозможува на корисниците да развиваат сè пофлексибилни делови и функционални прототипови е извор на чиста радост за некои корисници.

3D печатената мода и 3D печатените протетски раце се пример за апликации каде што треба да се цени флексибилноста на 3D печатењето.

3D печатењето на гума е област која сè уште е во фаза на истражување и сè уште не е развиена. Но, засега немаме технологија за 3D печатење на гума и сè додека гумата не стане целосно печатлива, ќе мора да се справуваме со алтернативи.

И според истражувањата, најблиските алтернативи на гумата што спаѓаат во нив се нарекуваат термопластични еластомери. Постојат четири различни вида флексибилни материјали што ќе ги разгледаме детално во оваа статија.

Овие флексибилни материјали за 3D печатење се нарекуваат TPU, TPC, TPA и Soft PLA. Ќе започнеме со тоа што ќе ви дадеме краток опис на флексибилниот материјал за 3D печатење воопшто.

Кој е најфлексибилниот филамент?

Изборот на флексибилни филаменти за вашиот следен проект за 3D печатење ќе отвори свет на различни можности за вашите отпечатоци.

Не само што можете да печатите низа различни предмети со вашиот флексибилен филамент, туку и ако имате печатач со двојна или повеќеглава екструдер, можете да печатите прилично неверојатни работи користејќи го овој материјал.

Делови и функционални прототипови како што се апостолки по мерка, топчести глави за заштита од стрес или едноставно пригушувачи на вибрации може да се печатат со вашиот печатач.

Ако сте решени да го вклучите флексибилниот филамент во печатењето на вашите објекти, сигурно ќе успеете да ја доближите вашата имагинација до реалноста.

Со толку многу опции достапни денес во оваа област, тешко е да се замисли времето што веќе е поминато во областа на 3D печатењето без овој материјал за печатење.

За корисниците, печатењето со флексибилни филаменти, во тоа време, беше мака. Проблемот се должеше на многу фактори поврзани со еден заеднички факт дека овие материјали се многу меки.

Мекоста на флексибилниот материјал за 3D печатење го правеше нивното печатење ризично со кој било печатач, наместо тоа, ви требаше нешто навистина сигурно.

Повеќето печатачи во тоа време се соочуваа со проблемот на туркање ефект на низа, па секогаш кога ќе туркавте нешто во тој момент без никаква цврстина низ млазницата, тоа се виткаше, извиткуваше и се бореше против него.

Секој што е запознаен со истурање конец од игла за шиење секаков вид ткаенина, може да се поврзе со овој феномен.

Освен проблемот со ефектот на туркање, производството на помеки филаменти како што е TPE беше многу херкуловска задача, особено со добри толеранции.

Ако земете предвид слаба толеранција и започнете со производство, постои можност филаментот што сте го произвеле да мора да помине низ лош процес на деталирање, заглавување и екструдирање.

Но, работите се променија, во моментов, постои низа меки филаменти, некои од нив дури и со еластични својства и различни нивоа на мекост. Меки PLA, TPU и TPE се некои од примерите.

Тврдост на брегот

Ова е вообичаен критериум што може да го видите кај производителите на филаменти што го споменуваат покрај името на нивниот материјал за 3D печатење.

Шорската тврдост се дефинира како мерка за отпорност што секој материјал ја има на вдлабнување.

Оваа скала е измислена во минатото кога луѓето немале референца кога зборувале за тврдоста на кој било материјал.

Значи, пред да биде измислена тврдоста на Шор, луѓето морале да ги користат своите искуства за да им ја објаснат тврдоста на кој било материјал на кој експериментирале, наместо да споменуваат број.

Оваа скала станува важен фактор при разгледување на тоа кој материјал за калап да се избере за производство на дел од функционален прототип.

На пример, кога сакате да изберете помеѓу две гуми за изработка на калап од гипсена балерина, тврдоста според Шор би ви рекла дека гумата со кратка тврдост од 70 А е помалку корисна од гумата со тврдост според Шор од 30 А.

Обично, кога работите со филаменти, ќе знаете дека препорачаната тврдост на флексибилен материјал се движи од 100A до 75A.

При што, очигледно, флексибилниот материјал за 3D печатење што има тврдост од 100A би бил потврд од оној што има 75A.

Што да земете предвид при купување флексибилен филамент?

Постојат различни фактори што треба да се земат предвид при купување на каков било филамент, не само флексибилни.

Треба да почнете од централна точка што е најважна за вас, нешто како квалитетот на материјалот што ќе резултира со убав дел од функционален прототип.

Потоа треба да размислите за сигурноста во синџирот на снабдување, т.е. материјалот што го користите еднаш за 3D печатење, треба да биде постојано достапен, во спротивно, ќе завршите со користење на кој било ограничен крај на материјал за 3D печатење.

Откако ќе размислите за овие фактори, треба да размислите за висока еластичност и широк спектар на бои. Бидејќи не секој флексибилен материјал за 3D печатење би бил достапен во бојата во која сакате да го купите.

Откако ќе ги земете предвид сите овие фактори, можете да ги земете предвид услугата за корисници и цената на компанијата во споредба со другите компании на пазарот.

Сега ќе наведеме некои од материјалите што можете да ги изберете за печатење на флексибилен дел или функционален прототип.

Список на флексибилни материјали за 3D печатење

Сите подолуспоменати материјали имаат некои основни карактеристики, како што се флексибилни и меки по природа. Материјалите имаат одлична отпорност на замор и добри електрични својства.

Тие имаат извонредна амортизација на вибрации и отпорност на удар. Овие материјали покажуваат отпорност на хемикалии и временски услови, имаат добра отпорност на кинење и абење.

Сите тие се рециклирачки и имаат добар капацитет за апсорпција на удари.

Предуслови за печатач за печатење со флексибилни материјали за 3D печатење

Постојат некои стандардни верувања за поставување на вашиот печатач пред печатење со овие материјали.

Температурниот опсег на екструдерот на вашиот печатач треба да биде помеѓу 210 и 260 степени Целзиусови, додека температурниот опсег на подлогата треба да биде од собна температура до 110 степени Целзиусови, во зависност од температурата на стаклен премин на материјалот што сакате да го печатите.

Препорачаната брзина на печатење при печатење со флексибилни материјали може да биде од пет милиметри во секунда до триесет милиметри во секунда.

Екструдерскиот систем на вашиот 3D печатач треба да биде со директен погон и се препорачува да имате вентилатор за ладење за побрза пост-обработка на деловите и функционалните прототипови што ги произведувате.

Предизвици при печатење со овие материјали

Секако, постојат некои точки за кои треба да се погрижите пред да печатите со овие материјали, врз основа на тешкотиите со кои се соочиле корисниците претходно.

- Познато е дека екструдерите на печатачот слабо се ракуваат со термопластичните еластомери.
-Тие апсорбираат влага, затоа очекувајте вашиот отпечаток да се зголеми во големина ако филаментот не е правилно складиран.
-Термопластичните еластомери се чувствителни на брзи движења, па затоа може да се извиткаат кога ќе се туркаат низ екструдерот.

ТПУ

TPU е кратенка за термопластичен полиуретан. Тој е многу популарен на пазарот, па затоа, при купување флексибилни филаменти, постои голема веројатност дека овој материјал е она што често ќе го сретнете во споредба со другите филаменти.

Познат е на пазарот по тоа што покажува поголема цврстина и можност за полесно екструдирање од другите филаменти.

Овој материјал има пристојна цврстина и висока издржливост. Има висок опсег на еластичност од редот на 600 до 700 проценти.

Тврдоста на овој материјал на брегот се движи од 60 A до 55 D. Има одлична можност за печатење и е полупроѕирен.

Неговата хемиска отпорност на маснотии во природата и масла го прави посоодветен за употреба со 3D печатачи. Овој материјал има висока отпорност на абење.

Препорачливо е да го одржувате температурниот опсег на печатачот помеѓу 210 и 230 степени Целзиусови, а површината помеѓу незагреана температура и 60 степени Целзиусови додека печатите со TPU.

Брзината на печатење, како што е споменато погоре, треба да биде помеѓу пет и триесет милиметри во секунда, додека за лепење на подот се препорачува да користите Каптон или сликарска лента.

Екструдерот треба да биде со директен погон, а вентилаторот за ладење не се препорачува, барем за првите слоеви на овој печатач.

ТПЦ

Тие се кратенка за термопластичен кополиестер. Хемиски, тие се полиетерски естри кои имаат наизменична случајна секвенца на долги или кратки ланци на гликоли.

Тврдите сегменти од овој дел се естерски единици со краток синџир, додека меките сегменти се обично алифатични полиетери и полиестерски гликоли.

Бидејќи овој флексибилен материјал за 3D печатење се смета за материјал од инженерски квалитет, не е нешто што би го виделе толку често како TPU.

TPC има мала густина со опсег на еластичност од 300 до 350 проценти. Неговата Шорова тврдост се движи од 40 до 72 D.

TPC покажува добра отпорност на хемикалии и висока цврстина со добра термичка стабилност и отпорност на температура.

Додека печатите со TPC, се препорачува да ја одржувате температурата во опсег од 220 до 260 степени Целзиусови, температурата на подлогата во опсег од 90 до 110 степени Целзиусови, а опсегот на брзина на печатење да биде ист како кај TPU.

ТПА

Хемискиот кополимер на TPE и најлон, наречен термопластичен полиамид, е комбинација од мазна и сјајна текстура што доаѓа од најлонот и флексибилноста што е благодет на TPE.

Има висока флексибилност и еластичност во опсег од 370 и 497 проценти, со Шорова тврдост во опсег од 75 и 63 А.

Исклучително е издржлив и покажува печатливост на исто ниво како TPC. Има добра отпорност на топлина, како и адхезија на слоеви.

Температурата на екструдерот на печатачот при печатење на овој материјал треба да биде во опсег од 220 до 230 степени Целзиусови, додека температурата на подлогата треба да биде во опсег од 30 до 60 степени Целзиусови.

Брзината на печатење на вашиот печатач може да биде иста како што е препорачана при печатење на TPU и TPC.

Лепливоста на печатачот на подлогата треба да биде базирана на PVA, а системот за екструдер може да биде со директен погон, како и Bowden.