Филамент TPU расширяет возможности гибкой 3D-печати

Представьте себе разработку индивидуального чехла для телефона, который идеально подходит к вашему устройству и при этом обеспечивает превосходную амортизацию для защиты от падений. Или подумайте о производстве уплотнительной прокладки для прецизионных приборов, требующей исключительной эластичности для адаптации к различным сложным условиям. В то время как традиционные материалы для 3D-печати часто не соответствуют этим требованиям, филамент из термопластичного полиуретана (ТПУ) стал революционным решением. В этой статье рассматриваются свойства, области применения, методы печати филамента ТПУ и его сравнение с другими гибкими материалами.

Термопластичный полиуретан (ТПУ) — это термопластичный эластомер (TPE), сочетающий в себе прочность пластика и эластичность резины. Это уникальное сочетание делает филамент ТПУ идеальным выбором для производства компонентов, требующих высокой гибкости, долговечности и износостойкости.

• Высокая гибкость: Наиболее заметной характеристикой ТПУ является его исключительная гибкость. Он выдерживает значительные изгибы и растяжения, сохраняя при этом свои первоначальные свойства, что делает его идеальным для компонентов, требующих многократного изгиба, таких как петли, амортизаторы и носимые устройства.
• Выдающаяся долговечность: По сравнению с другими гибкими материалами, ТПУ обеспечивает превосходную устойчивость к истиранию, маслам и химическим веществам. Это обеспечивает долгосрочную работу в суровых условиях, например, уплотнительные прокладки, подверженные воздействию химических веществ, без коррозии.
• Отличная ударопрочность: ТПУ может поглощать значительную энергию удара, защищая компоненты от повреждений. Это делает его идеальным для защитных чехлов, амортизирующих прокладок и спортивного оборудования.

Гибкость ТПУ измеряется по шкале твердости по Шору, которая оценивает сопротивление материала вдавливанию. Более высокие значения указывают на более твердые материалы; более низкие значения указывают на более мягкие. ТПУ обычно находится в диапазоне от 60A (аналогично резиновым лентам) до 95A (сопоставимо с автомобильными шинами). Выбор подходящей твердости зависит от требований применения — более низкие значения по Шору для большей гибкости, более высокие значения для повышенной износостойкости.

Уникальные свойства ТПУ позволяют применять его в различных областях промышленности.

ТПУ широко используется для ударопрочных чехлов для телефонов и защитных крышек, которые защищают устройства от падений, позволяя при этом создавать индивидуальные дизайны. Его приятные для кожи свойства также делают его идеальным для ремешков для умных часов, обеспечивая комфорт и долговечность.

Эластичность и химическая стойкость ТПУ делают его идеальным для уплотнительных прокладок, предотвращающих утечки в агрессивных средах. Его ударопоглощающие качества подходят для виброгасителей и нестандартных инструментов, повышающих эффективность производства.

Благодаря отличной биосовместимости ТПУ используется в ортопедических изделиях, протезах и компонентах медицинских устройств, таких как катетеры и дыхательные маски, которые требуют химической и температурной стойкости.

Эластичность и износостойкость ТПУ делают его идеальным для подошв спортивной обуви, обеспечивающих амортизацию и поддержку. Его ударопоглощение также полезно для защитного снаряжения, которое защищает спортсменов от травм.

Печать с использованием ТПУ требует определенных методов для достижения высококачественных результатов.

Температура печати обычно находится в диапазоне от 200°C до 230°C, в зависимости от типа филамента и возможностей принтера. Более низкие скорости печати (20-40 мм/с) предотвращают нестабильность экструзии. Настройки ретракции следует минимизировать, чтобы уменьшить образование нитей, а скорость вращения вентилятора 30-50% обеспечивает надлежащее охлаждение без ущерба для адгезии слоев. Нагреваемая платформа (50-60°C) с клеящими веществами, такими как клеевые карандаши, улучшает адгезию к платформе.

Экструдеры с прямым приводом обеспечивают лучший контроль над филаментом, уменьшая проблемы с экструзией. Цельнометаллические хотенды выдерживают более высокие температуры, сводя к минимуму риск засорения.

ТПУ поглощает влагу из воздуха, ухудшая качество печати. Храните его в сухих условиях, используя герметичные контейнеры с осушителями.

Хотя ТПУ, ТПЭ (термопластичный эластомер) и ТПК (термопластичный сополиэфир) обеспечивают гибкость, они различаются по производительности:

• ТПУ превосходит по износостойкости, маслостойкости и химической стойкости для требовательных применений.
• ТПЭ является гибким материалом общего назначения с меньшей долговечностью.
• ТПК лучше всего работает в условиях высоких температур или химически агрессивных средах.

Как высокоэффективный гибкий материал, ТПУ продолжает расширять области применения в различных отраслях. Благодаря постоянному развитию технологии 3D-печати возможности ТПУ будут расти, еще больше революционизируя производство индивидуальных продуктов, промышленное производство, здравоохранение и спортивное оборудование.