Table of Contents
De vraag naar 3D-printen van verschillende materialen groeit elke dag, omdat steeds meer mensen 3D-printen gebruiken voor hun werk of hobby's. In de beginjaren was de ontwikkeling van 3D-printmaterialen alleen beschikbaar in hard thermoplast, omdat het gemakkelijk te extruderen is.
Wat is TPU bij 3D-printen?
Flexibel filamentmateriaal is een van de populaire materialen onder 3D-printergebruikers, omdat het buigzaam is, kan buigen en niet gemakkelijk breekt. De elasticiteit van het materiaal werd gemeten op de Shore-hardheidsschaal volgens het ASTM-D2240-00 standaardsysteem. Er zijn twee populaire schalen bij de Shore-hardheidsmeting, namelijk Shore-A en Shore-D. Flexibel filament wordt meestal gemeten in het Shore-A-systeem, dat als medium hardheid wordt geclassificeerd.
TPU of thermoplastisch polyurethaan filament is een elastomeer materiaal: plastic polymeer gecombineerd met een additief, zodat het een licht elastisch materiaal wordt. Dit materiaal is vrij populair in de industrie, vooral in de textiel-/modesector.
TPU flexibele eigenschappen hebben een hardheidsschaal Shore-A tussen 70-95, vergelijkbaar met bandenrubber (70-75), schoenzolen (85) en winkelwagenwielen (95-97).
TPU Filament heeft een smeltzone van 210-240C en een vrij glasovergangstemperatuur van ongeveer 65-70C. Het materiaal wordt ook als niet-toxisch beschouwd en produceert geen dampen tijdens het printproces.
3D-printen met TPU-filament is mogelijk, maar onder bepaalde voorwaarden. Vanwege de flexibele eigenschappen vereist 3D-printen met TPU-filament een specifieke procesafhandeling.
Controlelijst voor 3D-printen met TPU:
- Directe extruderkop vereist
TPU is een flexibel materiaal, hoewel het niet als hoge temperatuur wordt beschouwd (niet verwarren met siliconenmateriaal) en het heeft een zeer korte afstand nodig tussen de extruderaandrijving en de hotend-smeltkamer om nauwkeurig te extruderen. Een directe extruder komt hiervoor in aanmerking. Sommige gebruikers kunnen een combinatie van een Bowden-extruder en een nauwkeurige Capricorn PTFE-buis gebruiken, maar het is nog steeds moeilijk om de print goed in te stellen. Een dual/dubbele tandwielextruder is een ander onderdeel dat de slagingskans van het printen met TPU-filament kan verbeteren.
- Langzaam printen
Het printen van TPU moet zo langzaam mogelijk gebeuren, de eigenschappen van TPU zijn een hoge viscositeit en continu plakkerig in gesmolten toestand. Het vertragen van de print helpt ook de zwaartekracht een rol te spelen bij het duwen van het filament. Bij een maximale printsnelheid van TPU in het algemeen ongeveer 15-25 mm/s en hiermee zal TPU-print een goede hechting tussen de lagen hebben.
- Lage of geen retractie
Retractie is het mechanisme waarbij het filament in kleine hoeveelheden wordt teruggetrokken om het "stringing"-effect te verminderen - dit is vrij effectief om een mooie, gladde extrusie te krijgen voor 3D-printen. TPU-filament is echter een flexibele draad en het push-pull-tandwielmechanisme kan een verstopping veroorzaken, omdat het materiaal aan het extrudertoevoertandwiel kan blijven kleven. In deze opstelling moet vertraging en slechts een kleine hoeveelheid retractie worden toegepast. Er zijn gebruikers die helemaal zonder retractie kunnen printen.
- Droog het filament altijd
TPU wordt beschouwd als een sterk hygroscopisch materiaal, wat betekent dat TPU in korte tijd veel waterdeeltjes absorbeert. Vanwege deze eigenschappen moet TPU correct worden opgeslagen in een luchtdichte opslag, en het printen van TPU met actieve filamentdrogers zoals SUNLU S2 of SUNLU S4 zal de oppervlaktekwaliteit drastisch verbeteren. Niet-gedroogd TPU-materiaal zal veel onregelmatige klodders veroorzaken en waarschijnlijk de spuitmond verstoppen. Het andere slechte resultaat dat optreedt is zeer slechte stringing, dus als de gebruiker te veel stringing vindt, is de kans groot dat het TPU-filament vochtig is.
- Type bedplatform
Het printen van TPU-filament direct op met Carborundum gecoat glas, PEI of Build-Tak bed moet worden vermeden, aangezien het materiaal sterk aan deze materialen zal hechten. Voor een gemakkelijke verwijdering na het printen moet een dunne laag PVA-lijm op dat oppervlak worden aangebracht. Eenvoudig glas of een spiegel is goed voor het printen van TPU-materiaal zonder extra coating.
- Netjes gewikkeld filament
TPU 3D-printfilament is rekbaar draadmateriaal. Onjuist opgewikkeld draad kan onmiddellijk leiden tot verstopping van de printer, aangezien de rek van het filament de diameter verandert, waardoor het toevoertandwiel de grip verliest. Netjes gewikkelde spoelen zoals SUNLU Filament-producten voorkomen dit probleem aanzienlijk. De spoelpositie is ook beter om boven de extruder kop (naar beneden) te plaatsen, zodat het extruderwiel het filament met zo min mogelijk koppel trekt. De filamentspoel moet vrij kunnen bewegen met slechts een kleine hoeveelheid kracht.
- Minimaliseer de printondersteuning zoveel mogelijk
TPU-filament is slecht in bridging of overhangend printen, hoewel het nog steeds mogelijk is om ondersteuning toe te voegen, maar het oppervlakteresultaat is niet mooi. Probeer ondersteuning, lange overbruggingen of steile overhangen te vermijden bij het voorbereiden van een 3D-model voor het printen van TPU.
- Nabehandeling
De 3D-geprinte objecten met TPU-materiaal kunnen niet worden geschuurd zoals andere solide harde materialen. Het enige proces dat kan worden gedaan, is het gebruik van warmtegereedschappen zoals een verwarmde snijder of oven. Wat het schilderen van TPU betreft, kan dit ook alleen met speciale verf, zoals rubberverf.
Als flexibel en zacht materiaal wordt TPU nu veel gebruikt bij 3D-printen, van speelgoed, mode en industriële reserveonderdelen tot souvenirartikelen. Maar het kan nog steeds niet worden vergeleken met siliconen vanwege de beperkte glasovergangstemperatuur van TPU.
Gebruik van TPU-filament
U gebruikt TPU-filament alleen voor objecten die flexibele vormen vereisen, zoals op maat gemaakte bumperhoesjes voor telefoons, flexibele teenslippers, anti-vibratiebumpers, armbanden of horlogebandjes. TPU kan wat hard zijn bij het printen met een hoge vulling, dus als u een zeer flexibel model wilt printen, gebruikt u ofwel zachter specificatiemateriaal zoals filament met Shore 85A, of vermindert u de wand-/vullingparameters. Let er wel op dat het verminderen van de wanddikte gemakkelijk tot scheuren in de lagen kan leiden.
Het gebruik van multi- of dual-head of multi-materiaal 3D-printen kan een unieke combinatie van harde materialen zoals PLA/PETG met TPU opleveren. Met creatieve ideeën zijn de mogelijkheden van 3D-printen eindeloos.
——————————————————
