TPU
Conosciuto anche come Poliuretano Termoplastico
Il poliuretano termoplastico (TPU) ha rivoluzionato la stampa 3D con la sua combinazione unica di flessibilità simile alla gomma e durata di grado industriale. Conosciuto per la sua capacità di assorbire gli urti, la resistenza chimica e l'elasticità, il TPU è il filamento di riferimento per parti funzionali che richiedono elasticità senza compromettere la resistenza. Da custodie per telefoni personalizzate a guarnizioni automobilistiche, il TPU apre applicazioni in cui la rigidità fallisce.
Cos'è il TPU?
Il TPU è un elastomero termoplastico (TPE) flessibile che combina l'elasticità della gomma con la stampabilità della plastica. A differenza dei filamenti rigidi, il TPU può allungarsi fino a 500% della sua lunghezza originale prima di rompersi, rendendolo ideale per componenti pieghevoli e resistenti agli urti. La sua durabilità contro l'abrasione, gli oli e le basse temperature ne conferma ulteriormente il ruolo nelle applicazioni industriali e di consumo.
La morbidezza del TPU dipenderà dalla durezza Shore del materiale utilizzato oltre che dalla percentuale di infill impiegata per il modello. Una durezza Shore più bassa = materiale più morbido.
Stampa con TPU: tecniche e consigli
La flessibilità del TPU richiede aggiustamenti ai flussi di lavoro di stampa standard. Sebbene impegnativo per i principianti, padroneggiarne le caratteristiche offre risultati impareggiabili.
Impostazioni ottimali
Temperatura dell'ugello: 210–250°C (varia a seconda del marchio; iniziare a 230°C).
Temperatura del piano: 40–60°C (un piano riscaldato migliora l'adesione).
Velocità di stampa: 15–40 mm/s (velocità più lente prevengono lo sfiancamento del filamento. Particolarmente vero per le opzioni di TPU più morbide)
Retrazione: Minima (1–2 mm a 10–20 mm/s) per evitare intasamenti.
Altezza del layer: 0,2–0,3 mm per una migliore adesione tra gli strati.
Raccomandazioni hardware
Estrusore: I sistemi a trasmissione diretta superano le configurazioni Bowden, riducendo l'attrito nel percorso del filamento.
Piano di stampa: Lastre PEI, nastro da imbianchino o vetro con rivestimento adesivo migliorano la presa del primo strato.
Ventola di raffreddamento: 20–50% per bilanciare dettaglio e coesione degli strati.
Sfide comuni
Filamenti sottili/Colatura: L'elasticità del TPU causa sottili fili; ridurre la retrazione e rallentare le velocità di spostamento.
Sensibilità all'umidità: Conservare il filamento in una scatola asciutta e pre-asciugare a 50°C per 24 ore per prevenire bolle.
Aderenza al piano: Un'adesione eccessiva può danneggiare le superfici; usare colle stick come agente distaccante.
Vantaggi del TPU
Elasticità: Si allunga fino a 5 volte la sua lunghezza senza rompersi, ideale per guarnizioni, impugnature e dispositivi indossabili.
Durabilità: Resiste all'abrasione, agli oli, ai carburanti e agli impatti, superando le plastiche rigide in ambienti difficili.
Assorbimento degli urti: Smorza le vibrazioni per supporti automotive, protesi e attrezzature sportive.
Resistenza chimica: Resiste a solventi industriali ed esposizione UV, adatto per uso esterno.
Flessibilità personalizzabile: Regola la densità dell'infill (10–20% per morbidezza, 50–100% per rigidità) per adattare le prestazioni della parte.
Limitazioni del TPU
Complessità di stampa: Richiede velocità lente, retrazione precisa e controllo dell'umidità. Le strutture di supporto possono spesso essere molto difficili da rimuovere.
Post-processing: Difficile da levigare o lisciare a causa della resistenza all'abrasione; limitato a rifilature o sbavatura in tamburo.
Non sicuro per alimenti: Non adatto per utensili da cucina senza certificazione.
Esigenze hardware: Gli estrusori Bowden possono avere difficoltà; i sistemi a trasmissione diretta sono preferiti.
TPU vs. altri filamenti flessibili
Elasticità
Alto
Più alto
Estremo
Durabilità
Eccellente
Moderato
Moderato
Stampabilità
Moderato
Difficile
Non stampabile
Resistenza chimica
Alto
Moderato
Alto
Applicazioni del TPU
Beni di consumo: Custodie per telefoni, cinturini per orologi, suole di scarpe e impugnature personalizzate.
Automotive: Guarnizioni, paraoli, supporti smorzanti per vibrazioni e raccordi per tubi.
Industriale: Nastri trasportatori, componenti di trasmissione e coperture per attrezzi che non lasciano segni.
Sanità: Protesi, plantari ortopedici e tubazioni flessibili.
Aerospaziale: Pad ammortizzanti e involucri protettivi.
Requisiti per stampare TPU
Questo può dipendere dalla specifica miscela di TPU utilizzata. In generale, però, quando si stampa una versione morbida di TPU è necessario un estrusore diretto. Sono inoltre richieste velocità di stampa più lente e, se si stampa oltre i 240°C, è necessario un hotend completamente metallico.
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