CÓMO IMPRIMIR CON FILAMENTOS FLEXIBLES TPU

Los filamentos de TPU (filamentos Flexible) son básicamente materiales plásticos con características análogas al caucho, lo que los hace extremadamente flexibles y resistentes. Los filamentos flexibles se utilizan comúnmente para producir electrodomésticos, juguetes, fundas para teléfonos, artículos vestibles como brazaletes, piezas de automóviles y material médico. Si deseas imprimir en 3D un objeto que debe doblarse, estirarse o comprimirse, este filamento TPU para impresora 3D debería estar a la altura de la tarea.

Los diseñadores e ingenieros aprovechan diariamente la flexibilidad de los filamentos flexibles y los usan para crear formas elásticas y prototipos.

La impresión de filamentos TPU y de otros materiales flexibles puede ser un poco desafiante para quienes se inician en la impresión 3D, ya que no son tan fáciles de usar como otros filamentos. Con las instrucciones adecuadas, cualquiera puede obtener los resultados deseados, por eso hemos preparado algunos consejos sobre cómo imprimir filamentos TPU.

¿Qué son los filamentos Flexible?

Los filamentos Flexible son materiales que combinan las propiedades del plástico rígido y del caucho. Esta mezcla se conoce como elastómero termoplástico (TPE). Estos elastómeros termoplásticos similares al caucho pueden retorcerse y estirarse sin romperse, de manera análoga a como se comporta el caucho.

Algunos filamentos flexibles son más elásticos que otros y todos están disponibles en diferentes tipos. El más conocido es el poliuretano termoplástico (TPU). El filamento TPU es ligeramente más rígido, lo cual es una característica importante en el sector de la impresión 3D porque significa que es más fácil de imprimir en 3D. También es un poco más resistente y puede conservar mejor su elasticidad ante el frío. La resistencia al desgaste del filamento TPU es un 20% mejor que la del filamento ABS y un 70% mejor que la del filamento PLA.

Pros y contras de los filamentos Flexible

Pros

• Excelente elasticidad: es ideal para quienes buscan un filamento que pueda doblarse, estirarse y manipularse.
• Resistencia a los impactos: los productos impresos con filamentos flexibles usualmente no sufren daños significativos por impactos.
• Vibraciones reducidas: los materiales con propiedades similares al caucho atenúan las vibraciones, lo que los hace ideales para piezas industriales o mecánicas.

Contras

• Imprimirlo es más difícil. Requiere tiempo acostumbrarse a las características del filamento TPU si estás habituado al filamento PLA. Tiende a generar hilos (stringing), lo que dificulta las impresiones decorativas. Los voladizos (overhangs) son bastante complicados de integrar de manera uniforme.
• Absorbe la humedad: el filamento es particularmente higroscópico; es importantísimo secarlo con un secador de filamentos antes de cada uso.
• Post-procesamiento. Las impresiones obtenidas con TPU suelen ofrecer menos opciones en la fase de post-procesamiento.

Aplicaciones comunes de los filamentos Flexible

Los materiales TPU pueden utilizarse de diversas formas. Entre ellas se encuentran:

• Pruebas de idoneidad y creación de prototipos funcionales. Las piezas o productos creados con propiedades elásticas pueden probarse para verificar la flexibilidad en la vida real.
• Herramientas personalizadas. Se pueden crear utensilios con partes dúctiles usando filamentos flexibles, como partes para el agarre o mangos.
• Diseñados para uso final. Algunas piezas pueden utilizarse normalmente o como piezas de repuesto gracias a sus propiedades análogas al caucho. Para evitar que las máquinas dañen las mercancías en las líneas de producción, materiales como el TPU ofrecen puntos de contacto más suaves.

Consejos para imprimir con TPU y errores comunes

• Dado que existen diferentes materiales flexibles en el mercado, es fundamental verificar los ajustes recomendados por el fabricante.
• Al imprimir con filamentos flexibles, suele ser mejor usar una velocidad lenta. Dado que el material es elástico, cualquier variación repentina en la velocidad de impresión puede hacer que la pieza se vuelva inmanejable. El filamento puede comprimirse si la velocidad de impresión aumenta, causando atascos. Por este motivo, 25-35 mm/s es un buen punto de partida.
• La flexibilidad y elasticidad del TPU lo hacen particularmente sensible a movimientos como las retracciones. Por consiguiente, los ajustes de retracción para el filamento de TPU deben optimizarse para limitar los movimientos en las impresiones 3D. Recomendamos desactivar completamente la retracción.
• Si no tienes un extrusor de accionamiento directo (direct drive), sugerimos utilizar filamento TPU con dureza 98A.
• Antes de utilizar los filamentos de TPU, sécalos con un secador de filamentos.

Los errores más frecuentes al imprimir:

• No hay suficiente adhesión entre las primeras capas de filamento caliente y la base de la impresora. Esto puede resultar en un producto 3D deformado. Sugerimos usar spray Dimafix o, si es posible para tu impresora, utilizar una placa de PEI.
• El filamento no puede ser extruido correctamente por la impresora 3D. Esto puede suceder si la boquilla bloquea completamente el proceso o si hay oscilaciones en la velocidad de alimentación (feed rate). Si tu impresora tiene un extrusor tipo Bowden, es mejor utilizar filamentos TPU más duros (como el 98A) y desactivar la retracción.
• El filamento no se secó antes de su uso. Los filamentos flexibles son muy sensibles a la humedad, por lo que es vital conservarlos siempre en un lugar libre de humedad, preferiblemente en una caja de plástico o nailon. Antes de cada uso, el filamento TPU también debe secarse en un secador de filamentos.

Filamentos Flexible de AzureFilm

El TPU de AzureFilm está disponible en dos tipos: Filamento flexible de dureza 95A Shore y Filamento flexible de dureza 85A Shore. Estos filamentos flexibles se fabrican en Eslovenia y están disponibles en diferentes medidas.

Las características de fuerza, flexibilidad y resistencia de los filamentos Azurefilm los convierten en una excelente elección para aplicaciones de filamentos flexibles que requieren más resistencia. A diferencia del vinilo, el TPU no contiene plastificantes, por lo que no se vuelve quebradizo ni pierde sus prestaciones con el tiempo.

Los TPU de AzureFilm ofrecen una resistencia superior al aceite, grasa, lubricantes y combustibles, así como una excepcional resistencia a la hidrólisis.

La flexibilidad de los filamentos Azure los distingue de otros materiales. La dureza Shore del material es una medida de su resistencia a la indentación y su flexibilidad. Típicamente se utiliza Shore A o Shore D para describir la dureza de los materiales flexibles. Los filamentos flexibles utilizados en la impresión 3D se miden en la escala Shore A, mientras que los cauchos más duros se miden en la escala Shore D. Shore A es más suave, más flexible y ofrece todo lo necesario para satisfacer las demandas de quienes trabajan en 3D. La Shore D es más dura y también más fácil de imprimir en 3D. Su grado de dureza compensa sus defectos, haciéndolo ideal para comenzar a imprimir con filamentos flexibles. Es muy similar a la 98A.

Cómo influyen los diferentes extrusores en la impresión de TPU

El extrusor es un componente esencial para una impresora 3D, que influye en el rendimiento de la impresión con filamento flexible. Debes saber cómo funciona el extrusor y cómo optimizarlo para que el proceso de impresión produzca los mejores resultados posibles.

La labor de un extrusor para filamentos flexibles es empujar el filamento para que sea extruido y fundido en una boquilla calentada. El extrusor consta de tres componentes principales: el engranaje impulsor (drive gear), el motor paso a paso y el rodillo tensor (idler). Los extrusores siempre se componen de estos mismos elementos, pero vienen en diferentes tipos: Direct drive y Bowden. Lo que distingue a ambos es el recorrido del filamento y la distancia que este debe recorrer antes de entrar en la boquilla calentada.

En comparación con los extrusores direct drive, el filamento viaja una distancia mayor hacia la boquilla en el sistema Bowden, lo que aumenta la velocidad de impresión 3D. Los extrusores direct drive son una opción preferible para imprimir filamentos flexibles porque la posición del extrusor es mejor y las posibilidades de que la impresión salga mal son menores. Si comparamos con el sistema Bowden, el filamento debe recorrer más camino hasta la boquilla, lo que hace más probable que los filamentos más suaves tengan dificultades para mantener la forma correcta.

Por lo tanto, los extrusores Bowden funcionan bien con materiales rígidos como ASA, PLA, ABS, PETG, Nylon, fibra de carbono y otros filamentos.

Los extrusores direct drive son particularmente populares. El uso de este extrusor permite un control preciso de la retracción, lo cual es una de sus ventajas principales. La posición del accionamiento directo es importante para garantizar impresiones 3D fluidas y precisas, ya que minimiza la distancia desde la base caliente.

Los sistemas Direct Drive presentan la desventaja de añadir peso al cabezal, lo que puede causar mayores contragolpes y vibraciones a velocidades altas. Sin embargo, un sistema DDE que opere en una impresora 3D a menudo imprimirá a velocidades inferiores debido a las limitaciones de otras características de hardware y componentes de la impresora.

Cómo imprimir un filamento flexible TPU con una Ender 3/ Ender 3 pro/ Ender 3 v2

La impresión de TPU con la Ender 3 PRO o Ender 3 V2 ha sido objeto de discusiones sobre el extrusor de la Ender 3 y la posibilidad de que el filamento se doble una vez que supera el engranaje dentado en la parte fría. Como el filamento flexible se dobla, el motor del extrusor tiene dificultades para transferir correctamente el movimiento del filamento.

El uso de un extrusor con motor direct drive es altamente recomendado si deseas imprimir en 3D un filamento más suave. Aun así, es posible obtener modelos de buena calidad utilizando un extrusor Bowden si tu Ender 3 V2 está configurada y calibrada correctamente. Para optimizar los ajustes, comienza siempre con un proyecto pequeño antes de pasar a otros más grandes.

Puedes evitar que el filamento se doble en tu extrusor actualizando tu impresora 3D con un extrusor totalmente metálico. Si buscas actualizar tu extrusor desde Thingiverse, esta es una solución más económica.

Los sistemas direct drive son otra actualización valorada para los extrusores. Al eliminarse los tubos Bowden de la Ender 3, la Ender 3 (Pro) puede imprimir filamentos flexibles como el TPU de forma mucho más precisa. La impresión de modelos 3D con materiales flexibles tiene más probabilidades de éxito porque los recorridos del filamento son más cortos y la tracción es mayor. Se puede alcanzar una temperatura más alta eliminando el tubo de PTFE y utilizando un hot end totalmente metálico.

Conclusión

Los filamentos Flexible se han vuelto muy populares gracias, sobre todo, a sus propiedades y a su aspecto similar al caucho. Al imprimir filamentos TPU en 3D, es importante dedicar tiempo a permitir que la impresora imprima lentamente. Podrías necesitar cinta adhesiva adicional o spray Dimafix para asegurar una buena adhesión del filamento a la base. Recientemente ha llegado al mercado una placa especial de PEI que marca una revolución. El filamento se adhiere perfectamente a la placa PEI, pero cuando el producto se enfría, es posible retirarlo fácilmente sin usar ninguna herramienta.

Si deseas empezar a imprimir filamento flexible con dureza 85A y te preguntas qué impresora 3D con extrusor de accionamiento directo es ideal para uso doméstico o pequeñas empresas, te recomendamos echar un vistazo a las Creality Ender.