Что такое нить ТПУ? Основы и полезное руководство.

ТПУ — один из самых популярных гибких нитей для 3D-печати на рынке.

Термопластичный полиуретан, или ТПУ, происходит из класса полиуретановых пластиков с такими важными характеристиками, как высокая эластичность, прозрачность и устойчивость к истиранию, маслам и жирам.

Он выделяется среди других волокнистых материалов своей чрезвычайно гибкой природой. ТПУ состоят из термопластичных эластомеров, но лучше отделять их от кислот, растворителей и топлива, так как они могут повлиять на свойства материалов нитей.

Что такое нить ТПУ?

Термопластичный полиуретан (ТПУ) — это распространенная форма эластичного полимера или эластомера, используемая в любом правильно оборудованном 3D-принтере.

По сравнению со многими видами гибких трехмерных нитей, нить из ТПУ более жесткая, что упрощает ее экструзию и использование. Это волокнистый материал средней прочности с очень высокой прочностью и гибкостью, который может выдерживать гораздо более высокие нагрузки на сжатие и растяжение, чем его обычные аналоги PLA и ABS.

Нити TPU доступны в различных типах в зависимости от их применения:

• Полиэстеровые нити ТПУ – полученные из сложных эфиров адипиновой кислоты
• Полиэфирные нити ТПУ – полученные из эфиров тетрагидрофурана
• Нити из поликапролактона и термополиуретана – получен из термопластичного полиуретанового эластомера.

Нити ТПУ на основе полиэстера обычно используются для защиты от масел и углеводородов, а нити ТПУ на основе полиэфира используются во влажной среде. Нити на основе поликапролактона обычно оптимально работают при низких температурах и более устойчивы к гидролизу.

По сравнению с нитью TPE (проверьте на Amazon) , гибкие нити ТПУ легче печатать, и они лучше сохраняют эластичность при низких температурах.

Нить из ТПУ более гибкая и имеет лучшее соответствие, чем другие термопластичные формы.

Нить имеет отличную межслойную адгезию и не расслаивается и не скручивается в процессе печати при использовании правильных настроек 3D-принтера.

Для чего используется гибкая нить TPU?

Нить TPU обычно используется в медицинских устройствах, приводных ремнях, надувных плотах, самоустанавливающихся колесах, панелях автомобильной промышленности, электроинструментах, спортивном оборудовании, обуви и некоторых экструдированных пленках и листах.

Материал нити ТПУ отлично подходит для изготовления нестандартных внешних чехлов для мобильных устройств, таких как телефоны и планшеты, резиновых ковриков и игрушек для снятия стресса. Его также можно иногда использовать для шин или амортизаторов при производстве уплотнительных колец и уплотнений.

Нить из термополиуретана идеально подходит для гибких деталей или корпусов, а также для деталей, которые нуждаются в устойчивости к внезапным ударам и движению, когда дело доходит до сборки своими руками.

Насколько гибка нить ТПУ?

Гибкость TPU превосходна. Температура, при которой нить ТПУ может экструдироваться, составляет 220–250 градусов.

Если вы используете платформу для сборки с подогревом, следите за тем, чтобы ее температура не превышала 60 градусов. Система экструдера должна выдерживать гибкие и сжимаемые материалы при постоянной температуре до 250 градусов.

Настройки 3D-печати также влияют на гибкость 3D-филамента. Когда вы используете низкий уровень для заполнения, печатный дизайн также будет более гибким.

Это освобождает место для печати более жестких и эластичных объектов.

В 3D-печати гибкие нити ТПУ требуют передачи большего количества энергии, чем другие материалы нитей .

Можно ли использовать термопластичный полиуретан (ТПУ) для 3D-печати?

Абсолютно. 3D-печать ТПУ предлагает уникальные возможности, недостижимые при использовании других материалов для печати, таких как PLA, ABS или нейлон.

Сочетая свойства пластика и резины, нить ТПУ позволяет производить прочные, высокоэластичные детали, которые легко сжимаются.

Когда дело доходит до 3D-печати с нитью ТПУ, важно понимать плюсы и минусы. Вы также должны рассмотреть возможные проблемы, прежде чем начинать 3D-печать с материалом TPU, чтобы знать, чего ожидать.

Вот несколько советов по 3D-печати с использованием филаментного материала ТПУ для получения потрясающих отпечатков ТПУ:

• Оптимизация скорости подачи

При 3D-печати гибкими нитями рекомендуется использовать постоянную и медленную скорость подачи. Это связано с тем, что печатный материал является эластичным и может быть неконтролируемым в случае резких изменений скорости печати.

Увеличение скорости печати может привести к сжатию нити, что приведет к ее застреванию. Обычно требуется несколько попыток, чтобы установить оптимальную скорость печати для 3D-печати волокнистого материала ТПУ.

Однако хорошая скорость печати для начала — 35 мм/с. .

Чтобы получить это с помощью филаментного материала TPU, напечатайте высоту нижнего слоя, убедившись, что она находится в диапазоне от 0,1 мм до 0,2 мм. Меньшая высота слоя требует меньшего количества пластика, а это означает, что экструдер подает с меньшей скоростью, что снижает нагрузку на филаментный материал.

• Используйте отрицательный допуск и избегайте использования плотов

Следует использовать отрицательный допуск между гибкой деталью и требованием размещения поверх другого объекта. Это гарантирует, что гибкая часть будет удобно растягиваться поверх другого объекта.

При использовании гибких волокнистых материалов, таких как ТПУ, очень важно избегать использования плотов, поскольку базовые слои имеют более высокую скорость экструзии, что может вызвать проблемы.

• Оптимизируйте настройки отзыва

Гибкость и эластичность делают волокнистый материал ТПУ чувствительным к быстрым движениям, таким как втягивание.

Поэтому для успешной 3D-печати с использованием гибких нитей ТПУ вам необходимо оптимизировать параметры ретракции, чтобы ограничить движения. Начните с небольшого втягивания при более низкой скорости печати, чтобы исключить просачивание экструдера.

• Сократить расстояние

Сокращение расстояния — это общее мнение в пользу 3D-печати гибкими материалами с помощью экструдера с прямым приводом. Тем не менее, вы можете получить аналогичные результаты при использовании правильных настроек на 3D-принтере с экструдером Боудена.

Важно обеспечить жесткие допуски для пути, по которому движется нить, чтобы предотвратить перекручивание или скручивание.

• Размещение катушки

Несколько настроек катушки с гибким материалом могут иметь существенное значение. Обычно привод экструдера втягивает нить принтера в сопло, из-за чего катушка нити разматывает небольшое количество пластика в процессе печати.

Однако, поскольку материал ТПУ более эластичен, нить растягивается при вытягивании, что может привести к недостаточной экструзии. По этой причине установите катушку над 3D-принтером так, чтобы нить разматывалась вниз и уменьшала любое сопротивление.

В чем разница между TPU и PLA?

PLA легче печатать, он более экологичен и компостируется, чем TPU. Материал TPU подходит для гибких деталей, которые могут вернуться в исходное состояние после изгиба.

Итак, если вам нужна самая простая нить для 3D-печати, вам нужно использовать PLA (проверьте на Amazon) , но если вы хотите повысить гибкость своих отпечатков, вы можете использовать ТПУ.

Как хранить нить ТПУ?

Гибкую нить из ТПУ можно хранить в прохладном герметичном контейнере, таком как PolyBox (проверьте на Amazon) . Контейнер для хранения может также иметь пакет с влагопоглотителем, чтобы сохранить волокнистую кость сухой.

Герметичный контейнер также помогает предотвратить попадание частиц грязи и пыли, поэтому нить можно использовать для печати в любое время.

Хотя некоторые нити ТПУ водонепроницаемы, воздействие воды на ТПУ может привести к порче продукта.

Как сгладить гибкие материалы из ТПУ 3D Filament?

Один из самых эффективных способов сгладить линии печати без использования дорогостоящего оборудования — использовать эпоксидную смолу (проверьте на Amazon) .

Грунт-наполнитель, материал, используемый для заполнения печатных линий при печати PLA, к сожалению, плохо подходит для заполнения линий ТПУ, поскольку гибкий характер материала приводит к растрескиванию и отслаиванию грунтовки, если она не держится должным образом.

Когда дело доходит до 3D-печати, твердость по Шору – это степень, в которой печатный материал сопротивляется вдавливанию.

Шор А измеряет объекты средней мягкости. Например, резиновая лента будет иметь твердость по Шору А, равную 20, в то время как более плотное и твердое резиноподобное колесо на тележке для покупок может иметь твердость по Шору А, равную 90.

Другой показатель твердости по Шору используется для измерения твердости более жестких материалов; Шор D. Автомобильная шина будет иметь твердость по Шору D около 20, а очень жесткий и твердый объект, такой как строительная каска, может иметь твердость 80 D.

Гибкие нити ТПУ имеют твердость по Шору от 75 D до 98 A.

Является ли нить ТПУ токсичной?

Нити ТПУ нетоксичны и считаются безопасными для многих применений в зависимости от нескольких соображений. Нить TPU даже используется в биомедицинских приложениях. Это универсальный состав с высокой устойчивостью к истиранию, который обычно используется в нашей повседневной жизни.

Безопасна ли нить ТПУ для пищевых продуктов?

Во время 3D-печати материал нити ТПУ не выделяет каких-либо исключительных уровней дыма, но он не считается безопасным для пищевых продуктов.

Хотя ТПУ является нерастворимым материалом, он гигроскопичен, что означает, что он будет поглощать влагу из окружающей среды и со временем разлагаться.

Заключение

Нить ТПУ – это материал для 3D-печати средней прочности, который выдерживает более высокие нагрузки на сжатие и растяжение, чем его аналоги PLA и ABS.

Гибкие нити ТПУ обладают исключительными качествами, что делает их лучшим выбором для проекта 3D-печати, где требуется эластичный материал благодаря своим резиноподобным свойствам.

Если вы ищете гибкую нить, вам повезло, так как нить из термополиуретана — это материал, с которым проще обращаться, чем с обычными аналогами.