2023 Най-гъвкавият материал за 3D печат - TPU

Някога чудили ли сте се защо технологията за 3D печат набира сила и измества по-старите традиционни производствени технологии?

Ако се опитате да изброите причините, поради които се случва тази трансформация, списъкът със сигурност ще започне с персонализиране. Хората търсят персонализация. Те са по-малко заинтересовани от стандартизацията.

И именно поради тази промяна в поведението на хората и способността на технологията за 3D печат да задоволи нуждата на хората от персонализиране, чрез персонализиране, тя е в състояние да замени традиционно базираните на стандартизацията производствени технологии.

Гъвкавостта е скрит фактор зад търсенето на персонализиране от страна на хората. А фактът, че на пазара има гъвкав материал за 3D печат, който позволява на потребителите да разработват все по-гъвкави части и функционални прототипи, е източник на истинско блаженство за някои потребители.

3D отпечатаната мода и 3D отпечатаните протези на ръцете са пример за приложения, при които трябва да се оцени гъвкавостта на 3D печата.

3D принтирането на каучук е област, която все още се проучва и предстои да бъде развита. Но засега нямаме технология за 3D печат на гума, докато гумата стане напълно годна за печат, ще трябва да се справяме с алтернативи.

И според изследване най-близките алтернативи на каучука, които попадат в това, се наричат ​​термопластични еластомери. Има четири различни вида гъвкави материали, които ще разгледаме по-задълбочено в тази статия.

Тези гъвкави материали за 3D печат се наричат ​​TPU, TPC, TPA и Soft PLA. Ще започнем, като ви дадем накратко за материала за гъвкав 3D печат като цяло.

Коя е най-гъвкавата нишка?

Изборът на гъвкави нишки за вашия следващ проект за 3D печат ще отвори свят от различни възможности за вашите отпечатъци.

Не само можете да отпечатате набор от различни обекти с вашата гъвкава нишка, но и ако имате принтер с екструдер с двойна или много глави, можете да отпечатате доста невероятни неща, използвайки този материал.

Части и функционални прототипи, като джапанки по поръчка, глави със стрес-топка или просто гасители на вибрации, могат да бъдат отпечатани с помощта на вашия принтер.

Ако сте решени да направите Flexi filament част от отпечатването на вашите предмети, вие непременно ще успеете да направите въображението си най-близо до реалността.

С толкова много опции, налични днес в тази област, би било трудно да си представим времето, което вече е минало в областта на 3D печата с отсъствието на този печатен материал.

За потребителите печатането с гъвкави нишки тогава беше болка в задника. Болката се дължеше на много фактори, които се въртяха около един общ факт, че тези материали са много меки.

Мекотата на гъвкавия материал за 3D печат ги прави рисковано да бъдат отпечатани с какъвто и да е принтер, вместо това се нуждаете от нещо наистина надеждно.

Повечето от тогавашните принтери се сблъскват с проблема с ефекта на бутащата струна, така че всеки път, когато натискате нещо по това време без никаква твърдост през дюзата, то ще се огъне, усуче и ще се бори срещу него.

Всеки, който е запознат с изливането на конец в игла за шиене на всякакъв вид плат, може да се докосне до това явление.

Освен проблема с изтласкващия ефект, производството на по-меки нишки като TPE беше много трудна задача, особено с добри толеранси.

Ако вземете предвид лоша толерантност и започнете производство, има шансове нишката, която сте произвели, да се подложи на процес на лошо детайлизиране, заглушаване и екструдиране.

Но нещата се промениха, в момента има набор от меки нишки, някои от тях дори с еластични свойства и различни нива на мекота. Меки PLA, TPU и TPE са някои от примерите.

Твърдост по Шор

Това е често срещан критерий, който може да видите при производителите на нишки, които споменават заедно с името на техния материал за 3D печат.

Твърдостта по Шор се определя като мярката за съпротивление, което всеки материал има срещу вдлъбнатина.

Тази скала е изобретена в миналото, когато хората нямаха информация за твърдостта на всеки материал.

И така, преди да бъде изобретена твърдостта по Шор, хората трябваше да използват своя опит на другите, за да обяснят твърдостта на всеки материал, върху който са експериментирали, вместо да споменават число.

Този мащаб се превръща във важен фактор, докато се обмисля кой материал за формовка да се избере за производството на част от функционален прототип.

Така например, когато искате да избирате между две гуми за направата на калъп от гипсова стояща балерина, твърдостта по Шор ще ви каже, че имате Гума с къса твърдост 70 A е по-малко полезна от гума с твърдост по Шор 30 A.

Обикновено, когато се занимавате с нишки, ще знаете, че препоръчителната твърдост по Шор на гъвкав материал варира от 100A до 75A.

При което, очевидно, гъвкавият материал за 3D печат, който има твърдост по Шор от 100A, би бил по-твърд от този, който има 75A.

Какво да вземете предвид, когато купувате гъвкава нишка?

Има различни фактори, които трябва да имате предвид, когато купувате всяка нишка, не само гъвкава.

Трябва да започнете от централна точка, която е най-важна за вас, нещо като качеството на материала, което ще доведе до добре изглеждаща част от функционален прототип.

След това трябва да помислите за надеждността във веригата за доставки, т.е. материалът, който използвате веднъж за 3D печат, трябва да бъде непрекъснато достъпен, в противен случай ще се окажете с ограничен край на материал за 3D печат.

След като сте помислили за тези фактори, трябва да помислите за висока еластичност, голямо разнообразие от цветове. Защото не всеки гъвкав материал за 3D печат ще бъде наличен в цвета, в който искате да го купите.

След като разгледате всички тези фактори, можете да вземете предвид обслужването на клиентите и цената на компанията в сравнение с други компании на пазара.

Сега ще изброим някои от материалите, които можете да изберете за отпечатване на гъвкава част или функционален прототип.

Списък с гъвкави материали за 3D печат

Всички изброени по-долу материали имат някои основни характеристики като всички те са гъвкави и меки по природа. Материалите имат отлична устойчивост на умора и добри електрически свойства.

Те имат изключително потискане на вибрациите и устойчивост на удар. Тези материали показват устойчивост на химикали и атмосферни влияния, имат добра устойчивост на разкъсване и абразия.

Всички те могат да се рециклират и имат добър ударопоглъщащ капацитет.

Предпоставки за принтер за печат с гъвкави 3D печатни материали

Има някои стандартни вярвания, на които да настроите принтера си, преди да печатате с тези материали.

Температурният диапазон на екструдера на вашия принтер трябва да бъде между 210 и 260 градуса по Целзий, докато температурният диапазон на леглото трябва да бъде от околна температура до 110 градуса по Целзий в зависимост от температурата на встъкляване на материала, който желаете да печатате.

Препоръчителната скорост на печат при печат с гъвкави материали може да бъде от пет милиметра в секунда до тридесет милиметра в секунда.

Екструдерната система на вашия 3D принтер трябва да бъде с директно задвижване и се препоръчва да имате охлаждащ вентилатор за по-бърза последваща обработка на частите и функционалните прототипи, които произвеждате.

Предизвикателства при печат с тези материали

Разбира се, има някои точки, за които трябва да се погрижите, преди да печатате с тези материали въз основа на трудностите, с които са се сблъсквали потребителите преди това.

- Известно е, че термопластичните еластомери се обработват лошо от екструдерите на принтера.
- Те абсорбират влагата, така че очаквайте вашият отпечатък да изскочи по размер, ако нишката не се съхранява правилно.
-Термопластичните еластомери са чувствителни към бързи движения, така че може да се закопчаят при натискане през екструдера.

TPU

TPU означава термопластичен полиуретан. Той е много популярен на пазара, така че, докато купувате гъвкави нишки, има големи шансове този материал да е това, което често бихте срещали в сравнение с други нишки.

Той е известен на пазара с това, че показва по-голяма твърдост и възможност за по-лесно екструдиране от други нишки.

Този материал има прилична здравина и висока издръжливост. Има висок диапазон на еластичност от порядъка на 600 до 700 процента.

Твърдостта по Шор на този материал варира от 60 A до 55 D. Има отлична печатаемост, полупрозрачен е.

Неговата химическа устойчивост към грес в природата и масла го прави по-подходящ за използване с 3D принтери. Този материал има висока устойчивост на абразия.

Препоръчително е да поддържате температурния диапазон на вашия принтер между 210 до 230 градуса по Целзий, а леглото - между незагрята температура до 60 градуса по Целзий, докато печатате с TPU.

Скоростта на печат, както беше споменато по-горе, трябва да бъде между пет и тридесет милиметра в секунда, докато за залепване на леглото се препоръчва да използвате Kapton или бояджийска лента.

Екструдерът трябва да е с директно задвижване и вентилаторът за охлаждане не се препоръчва поне за първите слоеве на този принтер.

TPC

Те означават термопластичен кополиестер. Химически те са полиетерни естери, които имат редуваща се последователност с произволна дължина на гликоли с дълга или къса верига.

Твърдите сегменти на тази част са късоверижни естерни единици, докато меките сегменти обикновено са алифатни полиетери и полиестер гликоли.

Тъй като този гъвкав материал за 3D печат се счита за инженерен материал, той не е нещо, което бихте виждали толкова често, колкото TPU.

TPC има ниска плътност с диапазон на еластичност от 300 до 350 процента. Неговата твърдост по Шор варира от 40 до 72 D.

TPC показва добра устойчивост на химикали и висока якост с добра термична стабилност и температурна устойчивост.

Докато печатате с TPC, препоръчваме ви да поддържате температурата си в диапазона от 220 до 260 градуса по Целзий, температурата на леглото в диапазона от 90 до 110 градуса по Целзий и диапазона на скоростта на печат като TPU.

TPA

Химическият съполимер на TPE и найлон, наречен термопластичен полиамид, е комбинация от гладка и лъскава текстура, която идва от найлон, и гъвкавостта, която е предимство на TPE.

Има висока гъвкавост и еластичност в диапазона от 370 до 497 процента, с твърдост по Шор в диапазона от 75 и 63 A.

Той е изключително издръжлив и показва възможност за печат на същото ниво като TPC. Има добра устойчивост на топлина, както и адхезия на слоя.

Температурата на екструдера на принтера, докато печата този материал, трябва да бъде в диапазона от 220 до 230 градуса по Целзий, докато температурата на леглото трябва да бъде в диапазона от 30 до 60 градуса по Целзий.

Скоростта на печат на вашия принтер може да бъде същата като препоръчителната при печат на TPU и TPC.

Адхезията на леглото на принтера трябва да е базирана на PVA, а екструдерната система може да бъде с директно задвижване, както и Bowden.