TPU

Также известен как термопластичный полиуретан

Термопластичный полиуретан (TPU) произвел революцию в 3D-печати благодаря своему уникальному сочетанию резиноподобной гибкости и промышленной прочности. Известный своей амортизацией, химической стойкостью и растяжимостью, TPU является основным материалом для функциональных деталей, которым нужна эластичность без ущерба для прочности. От индивидуальных чехлов для телефонов до автомобильных уплотнителей — TPU открывает применения там, где жесткие материалы оказываются непригодны.

PolyFlex™ TPU90 используется как бампер для радиоуправляемой машины

Что такое TPU?

TPU — это гибкий термопластичный эластомер (TPE), который сочетает эластичность резины с возможностью печати пластиком. В отличие от жестких филаментов, TPU может растягиваться до 500% от своей первоначальной длины до разрыва, что делает его идеальным для гибких, ударопрочных компонентов. Его стойкость к истиранию, маслам и низким температурам дополнительно закрепляет его роль в промышленных и потребительских применениях.

Мягкость TPU зависит от твердости по Шору используемого материала, а также от процента заполнения модели. Меньшая твердость по Шору = более мягкий материал.

Печать TPU: техники и советы

Гибкость TPU требует корректировок стандартных рабочих процессов печати. Несмотря на то, что материал сложен для новичков, освоение его особенностей приносит непревзойденные результаты.

Оптимальные настройки

• Температура сопла: 210–250°C (зависит от бренда; начните с 230°C).

• Температура стола: 40–60°C (нагреваемая платформа улучшает адгезию).

• Скорость печати: 15–40 мм/с (медленная скорость предотвращает прогиб филамента. Особенно актуально для более мягких вариантов TPU)

• Ретракция: Минимальная (1–2 мм при 10–20 мм/с), чтобы избежать засоров.

• Высота слоя: 0.2–0.3 мм для лучшей адгезии между слоями.

Рекомендации по оборудованию

• Экструдер: Системы с прямым приводом превосходят конструкции Bowden, уменьшая трение на пути филамента.

• Платформа: Листы PEI, малярная лента или стекло с клеевым покрытием улучшают схватывание первого слоя.

• Охлаждающий вентилятор: 20–50% для баланса детализации и сцепления слоев.

Распространенные проблемы

• Нитевидение/Подтекание: Эластичность TPU вызывает тонкие «волоски»; уменьшите ретракцию и замедлите перемещения.

• Чувствительность к влаге: Храните филамент в сухом боксе и предсушивайте при 50°C в течение 24 часов, чтобы избежать пузырей.

• Адгезия к столу: Слишком сильное прилипание может повредить поверхность; используйте клеевые стержни как разделительный агент.

Преимущества TPU

1. Эластичность: Растягивается до 5 раз от своей длины без разрыва, идеально для уплотнений, ручек и носимых устройств.

2. Прочность: Устойчив к истиранию, маслам, топливам и ударам, превосходя жесткие пластики в суровых условиях.

3. Амортизация: Поглощает вибрации для автомобильных креплений, протезов и спортивного инвентаря.

4. Химическая стойкость: Выдерживает промышленные растворители и воздействие УФ, пригоден для использования на открытом воздухе.

5. Настраиваемая гибкость: Регулируйте плотность заполнения (10–20% для мягкости, 50–100% для жесткости), чтобы адаптировать характеристики детали.

Ограничения TPU

1. Сложность печати: Требует медленных скоростей, точной ретракции и контроля влажности. Опорные структуры часто бывает очень трудно удалить.

2. Постобработка: Трудно шлифовать или сглаживать из‑за стойкости к истиранию; ограничивается обрезкой или полировкой в барабане.

3. Не является пищевым: Непригоден для кухонной посуды без сертификации.

4. Требования к оборудованию: Экструдеры Bowden могут испытывать трудности; предпочтительнее системы с прямым приводом.

TPU против других гибких филаментов

Свойство	TPU	TPE	Силикон
Эластичность	Высокая	Выше	Экстремальная
Прочность	Отличная	Умеренная	Умеренная
Печатаемость	Умеренная	Сложная	Непечатаемый
Химическая стойкость	Высокая	Умеренная	Высокая

Применения TPU

• Потребительские товары: Чехлы для телефонов, ремешки для часов, подошвы для обуви и индивидуальные рукояти.

• Автомобильная отрасль: Уплотнения, прокладки, виброизолирующие крепления и соединители шлангов.

• Промышленность: Конвейерные ленты, приводные элементы и накладки на инструменты, не оставляющие следов.

• Здравоохранение: Протезы, ортопедические стельки и гибкие трубки.

• Аэрокосмическая отрасль: Амортизирующие прокладки и защитные корпуса.

Требования для печати TPU

Это может зависеть от конкретной смеси TPU. В общем — при печати мягкой версии TPU требуется прямой экструдер. Также потребуются более медленные скорости печати, и при печати выше 240°C необходим полностью металлический хотэнд.