TPU
Aussi connu sous le nom de polyuréthane thermoplastique
Le polyuréthane thermoplastique (TPU) a révolutionné l'impression 3D grâce à son mélange unique de flexibilité semblable au caoutchouc et de durabilité de qualité industrielle. Reconnu pour son absorption des chocs, sa résistance chimique et son élasticité, le TPU est le filament de choix pour les pièces fonctionnelles qui exigent de l'élasticité sans sacrifier la résistance. Des coques de téléphone sur mesure aux joints automobiles, le TPU permet des applications où la rigidité échoue.
Qu'est-ce que le TPU ?
Le TPU est un élastomère thermoplastique (TPE) flexible qui combine l'élasticité du caoutchouc avec l'aptitude à l'impression du plastique. Contrairement aux filaments rigides, le TPU peut s'étirer jusqu'à 500% de sa longueur d'origine avant de se rompre, ce qui le rend idéal pour des composants flexibles et résistants aux chocs. Sa durabilité face à l'abrasion, aux huiles et aux basses températures confirme davantage son rôle dans les applications industrielles et grand public.
La souplesse du TPU dépendra de la dureté Shore du matériau utilisé ainsi que du pourcentage de remplissage utilisé pour le modèle. Une dureté Shore plus basse = un matériau plus souple.
Impression avec le TPU : techniques et conseils
La flexibilité du TPU nécessite des ajustements aux flux d'impression standard. Bien que difficile pour les débutants, maîtriser ses particularités donne des résultats incomparables.
Paramètres optimaux
Température de buse: 210–250°C (varie selon la marque ; commencer à 230°C).
Température du plateau: 40–60°C (un plateau chauffant améliore l'adhérence).
Vitesse d'impression: 15–40 mm/s (des vitesses plus lentes empêchent le flambage du filament. Particulièrement vrai pour les options TPU plus souples)
Rétraction: Minimale (1–2 mm à 10–20 mm/s) pour éviter les bouchages.
Hauteur de couche: 0,2–0,3 mm pour une meilleure adhésion entre les couches.
Recommandations matérielles
Extrudeur: Les systèmes à entraînement direct surpassent les configurations Bowden, réduisant la friction dans le chemin du filament.
Plateau: Des feuilles PEI, du ruban de peintre ou du verre enduit d'adhésif améliorent l'adhérence de la première couche.
Ventilateur de refroidissement: 20–50% pour équilibrer le détail et la liaison des couches.
Défis courants
Cordage/Écoulement: L'élasticité du TPU provoque de fines fibres ; réduisez la rétraction et ralentissez les vitesses de déplacement.
Sensibilité à l'humidité: Conservez le filament dans une boîte sèche et pré-séchez-le à 50°C pendant 24 heures pour éviter les bulles.
Adhérence au plateau: Un excès d'adhérence peut endommager les surfaces ; utilisez des bâtons de colle comme agent de démoulage.
Avantages du TPU
Élasticité: S'étire jusqu'à 5 fois sa longueur sans se rompre, idéal pour les joints, les poignées et les technologies portables.
Durabilité: Résiste à l'abrasion, aux huiles, aux carburants et aux impacts, surpassant les plastiques rigides dans des environnements difficiles.
Absorption des chocs: Amortit les vibrations pour les supports automobiles, les prothèses et le matériel sportif.
Résistance chimique: Supporte les solvants industriels et l'exposition aux UV, adapté pour une utilisation extérieure.
Flexibilité personnalisée: Ajustez la densité de remplissage (10–20% pour la souplesse, 50–100% pour la rigidité) pour adapter les performances de la pièce.
Limitations du TPU
Complexité d'impression: Nécessite des vitesses lentes, une rétraction précise et une gestion de l'humidité. Les structures de support peuvent souvent être très difficiles à enlever.
Post-traitement: Difficile à poncer ou à lisser en raison de la résistance à l'abrasion ; limité à la découpe ou au polissage par tumblage.
Non adapté aux aliments: Inapproprié pour la vaisselle sans certification.
Exigences matérielles: Les extrudeurs Bowden peuvent rencontrer des difficultés ; les systèmes à entraînement direct sont préférés.
TPU vs. autres filaments flexibles
Élasticité
Élevé
Plus élevé
Extrême
Durabilité
Excellent
Modéré
Modéré
Imprimabilité
Modéré
Difficile
Non imprimable
Résistance chimique
Élevé
Modéré
Élevé
Applications du TPU
Biens de consommation: Coques de téléphone, bracelets de montre, semelles de chaussures et poignées sur mesure.
Automobile: Joints, garnitures, supports d'amortissement des vibrations et raccords de tuyaux.
Industriel: Bandes transporteuses, composants d'entraînement et protections d'outils non marquantes.
Santé: Prothèses, semelles orthopédiques et tubulures flexibles.
Aérospatiale: Tampons absorbant les chocs et boîtiers de protection.
Exigences pour imprimer le TPU
Cela peut dépendre du mélange spécifique de TPU utilisé. De manière générale toutefois - lors de l'impression d'une version souple de TPU - un extrudeur direct sera requis. Des vitesses d'impression plus lentes seront également nécessaires, et si l'on imprime au-dessus de 240°C, un hotend tout métal est requis.
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