COME STAMPARE CON FILAMENTI FLESSIBILI TPU

Filamenty TPU (filamenty typu Flexible) to w zasadzie materiały z tworzyw sztucznych o właściwościach zbliżonych do gumy, co czyni je niezwykle elastycznymi i wytrzymałymi. Filamenty elastyczne są powszechnie stosowane do produkcji sprzętu AGD, zabawek, etui na telefony, artykułów do noszenia, takich jak opaski na rękę, części samochodowych oraz materiałów medycznych. Jeśli chcesz wydrukować w 3D przedmiot, który musi się zginać, rozciągać lub ściskać, ten filament TPU do drukarki 3D powinien sprostać zadaniu.

Projektanci i inżynierowie na co dzień wykorzystują elastyczność filamentów typu Flexible, używając ich do tworzenia sprężystych kształtów i prototypów.

Drukowanie filamentami TPU i innymi elastycznymi materiałami może być nieco trudne dla osób początkujących w druku 3D, ponieważ nie są one tak łatwe w użyciu jak inne filamenty. Dzięki odpowiednim instrukcjom każdy może osiągnąć pożądane rezultaty, dlatego przygotowaliśmy kilka wskazówek dotyczących drukowania z filamentów TPU.

Czym są filamenty Flexible?

Filamenty Flexible to materiały, które łączą właściwości sztywnego plastiku i gumy. Ta mieszanka jest znana jako termoplastyczny elastomer (TPE). Te gumopodobne termoplastyczne elastomery można wyginać i rozciągać bez ich zrywania, podobnie jak zachowuje się guma.

Niektóre filamenty elastyczne są bardziej rozciągliwe od innych i wszystkie są dostępne w różnych typach. Najbardziej znanym jest termoplastyczny poliuretan (TPU). Filament TPU jest nieco sztywniejszy, co jest ważną cechą w branży druku 3D, ponieważ oznacza, że łatwiej się go drukuje. Jest również nieco bardziej wytrzymały i lepiej zachowuje swoją elastyczność w niskich temperaturach. Odporność na zużycie filamentu TPU jest o 20% lepsza niż w przypadku filamentu ABS i o 70% lepsza niż w przypadku filamentu PLA.

Zalety i wady filamentów Flexible

Zalety

• Doskonała elastyczność – jest idealny dla każdego, kto szuka filamentu, który można zginać, rozciągać i manipulować.
• Odporność na uderzenia – produkty wydrukowane z elastycznych filamentów zazwyczaj nie ulegają znaczącym uszkodzeniom pod wpływem uderzeń.
• Redukcja drgań – materiały o właściwościach zbliżonych do gumy tłumią drgania, co czyni je idealnymi do zastosowań przemysłowych lub części mechanicznych.

Wady

• Drukowanie jest trudniejsze. Potrzeba trochę czasu, aby przyzwyczaić się do właściwości filamentu TPU, jeśli jest się przyzwyczajonym do filamentu PLA. Materiał ma tendencję do nitkowania (stringingu), co utrudnia wydruki dekoracyjne. Nawisy są dość trudne do wykonania w sposób jednolity.
• Absorbuje wilgoć – filament jest szczególnie higroskopijny; niezwykle ważne jest osuszenie go w suszarce do filamentu przed każdym użyciem.
• Obróbka końcowa. Wydruki wykonane z TPU zazwyczaj oferują mniej opcji na etapie postprocessingu.

Typowe zastosowania filamentów Flexible

Materiały TPU mogą być wykorzystywane na wiele sposobów. Należą do nich:

• Testy dopasowania i prototypowanie funkcjonalne. Części lub produkty stworzone z właściwościami elastycznymi mogą być testowane pod kątem elastyczności w warunkach rzeczywistych.
• Narzędzia personalizowane. Z elastycznych filamentów można tworzyć narzędzia z plastycznymi częściami, takie jak elementy uchwytów czy rączki.
• Zastosowania końcowe. Niektóre części mogą być używane standardowo lub jako części zamienne dzięki swoim gumopodobnym właściwościom. Aby zapobiec uszkodzeniom towarów na liniach produkcyjnych przez maszyny, materiały takie jak TPU oferują bardziej miękkie punkty styku.

Wskazówki dotyczące drukowania z TPU i typowe błędy

• Ponieważ na rynku istnieje wiele różnych materiałów elastycznych, kluczowe jest sprawdzenie ustawień zalecanych przez producenta.
• Podczas drukowania z filamentów elastycznych często najlepiej sprawdza się wolna prędkość. Ponieważ materiał jest elastyczny, każda nagła zmiana prędkości druku może sprawić, że element stanie się nieprzewidywalny. Filament może zostać ściśnięty przy zwiększonej prędkości druku, co prowadzi do zatorów. Dlatego 25-35 mm/s jest dobrym punktem wyjścia.
• Elastyczność TPU sprawia, że jest on szczególnie wrażliwy na ruchy retrakcji. W rezultacie ustawienia retrakcji dla filamentu TPU muszą być zoptymalizowane, aby ograniczyć ruchy w wydrukach 3D. Zalecamy całkowite wyłączenie retrakcji.
• Jeśli nie masz ekstrudera typu direct drive, sugerujemy użycie filamentu TPU o twardości 98A.
• Przed użyciem filamentów TPU należy je osuszyć w suszarce do filamentu.

Najczęstsze błędy podczas drukowania:

• Niewystarczająca adhezja między pierwszymi warstwami gorącego filamentu a podstawą drukarki. Może to prowadzić do powstania zdeformowanego wydruku 3D. Sugerujemy użycie sprayu Dimafix lub, jeśli Twoja drukarka na to pozwala, użycie płyty PEI.
• Filament nie może być poprawnie wytłoczony przez drukarkę 3D. Może się tak zdarzyć, jeśli dysza całkowicie zablokuje proces lub jeśli występują wahania w tempie podawania (feed rate). Jeśli Twoja drukarka posiada ekstruder typu Bowden, lepiej używać twardszych filamentów TPU (np. 98A) i wyłączyć retrakcję.
• Filament nie został osuszony przed użyciem. Filamenty elastyczne są bardzo wrażliwe na wilgoć, dlatego ważne jest, aby zawsze przechowywać je w suchym miejscu, najlepiej w plastikowym lub nylonowym pojemniku. Przed każdym użyciem filament TPU należy osuszyć w suszarce do filamentu.

Filamenty Flexible AzureFilm

TPU od AzureFilm jest dostępny w dwóch typach: filament elastyczny o twardości 95A Shore oraz filament elastyczny o twardości 85A Shore. Te elastyczne filamenty są produkowane w Słowenii i są dostępne w różnych rozmiarach.

Siła, elastyczność i wytrzymałość filamentów AzureFilm czynią je doskonałym wyborem dla zastosowań wymagających większej wytrzymałości. W przeciwieństwie do winylu, TPU nie zawiera plastyfikatorów, więc nie staje się kruchy i nie traci swoich właściwości z biegiem czasu.

TPU od AzureFilm oferuje doskonałą odporność na oleje, smary, płyny eksploatacyjne i paliwa, a także wyjątkową odporność na hydrolizę.

Elastyczność filamentów Azure wyróżnia je na tle innych materiałów. Twardość Shore'a jest miarą odporności materiału na wgniecenia i jego elastyczności. Zazwyczaj używa się skali Shore A lub Shore D do opisania twardości materiałów elastycznych. Filamenty elastyczne używane w druku 3D mierzy się w skali Shore A, podczas gdy twardsze gumy mierzy się w skali Shore D. Shore A jest bardziej miękki, elastyczny i oferuje wszystko, co jest potrzebne do zaspokojenia potrzeb osób pracujących w druku 3D. Skala Shore D jest twardsza i również łatwiejsza w druku 3D. Stopień twardości kompensuje pewne trudności, co czyni go idealnym na początek przygody z elastycznymi filamentami. Jest bardzo zbliżony do twardości 98A.

Jak różne ekstrudery wpływają na druk z TPU

Ekstruder jest kluczowym komponentem drukarki 3D, który wpływa na jakość druku z filamentu elastycznego. Musisz wiedzieć, jak działa ekstruder i jak go zoptymalizować, aby proces drukowania przyniósł jak najlepsze rezultaty.

Zadaniem ekstrudera dla filamentów elastycznych jest wtłaczanie filamentu do podgrzewanej dyszy, gdzie jest on topiony. Ekstruder składa się z trzech głównych elementów: koła zębatego napędowego, silnika krokowego i docisku. Ekstrudery zawsze składają się z tych samych elementów, ale występują w różnych typach: direct drive i Bowden. Różnica między nimi polega na ścieżce filamentu i jego odległości przed wejściem do podgrzewanej dyszy.

W porównaniu do ekstruderów typu direct drive, w systemie Bowden filament pokonuje dłuższą drogę do dyszy, co zwiększa szybkość druku 3D. Ekstrudery direct drive są lepszym wyborem do drukowania z filamentów elastycznych, ponieważ pozycja ekstrudera jest lepsza, a szanse na nieudany wydruk mniejsze. W systemie Bowden filament musi przebyć dłuższą drogę do dyszy, co sprawia, że miękkie filamenty częściej mają problem z utrzymaniem odpowiedniego kształtu.

Zatem ekstrudery Bowden dobrze sprawdzają się w przypadku sztywnych materiałów, takich jak ASA, PLA, ABS, PETG, Nylon, włókno węglowe i inne.

Ekstrudery direct drive są szczególnie popularne. Zastosowanie tego typu ekstrudera pozwala na precyzyjną kontrolę retrakcji, co jest jedną z głównych zalet. Pozycja direct drive jest ważna, aby uzyskać płynne i dokładne wydruki 3D, ponieważ minimalizuje dystans do gorącego stołu.

Systemy Direct Drive mają tę wadę, że obciążają głowicę, co może powodować większe drgania przy większych prędkościach. Jednak system DDE pracujący na drukarce 3D z gumą często drukuje z niższymi prędkościami ze względu na ograniczenia innych cech sprzętowych i podzespołów drukarki.

Jak drukować z elastycznego filamentu TPU na Ender 3/ Ender 3 Pro/ Ender 3 V2

Drukowanie z TPU na Ender 3 PRO lub Ender 3 V2 było przedmiotem dyskusji na temat ekstrudera w Ender 3 oraz możliwości zginania się filamentu po przejściu przez koło zębate w zimnej części. Ponieważ filament elastyczny wygina się, silnik ekstrudera ma trudności z prawidłowym przeniesieniem ruchu filamentu.

Jeśli chcesz drukować w 3D z bardziej miękkiego filamentu, zdecydowanie zaleca się użycie ekstrudera z silnikiem direct drive. Uzyskanie dobrej jakości modeli za pomocą ekstrudera Bowden jest jednak możliwe, jeśli Twój Ender 3 V2 jest poprawnie ustawiony i skalibrowany. Aby zoptymalizować ustawienia, zawsze zaczynaj od małego projektu, zanim przejdziesz do większych.

Możesz uniknąć zginania się filamentu w ekstruderze, modernizując swoją drukarkę 3D o ekstruder w całości wykonany z metalu. Jeśli chcesz zaktualizować swój ekstruder, korzystając z projektów z Thingiverse, jest to rozwiązanie bardziej ekonomiczne.

Systemy direct drive to kolejna popularna modernizacja. Ponieważ rurki Bowden zostały wyeliminowane z Ender 3, Ender 3 (Pro) może drukować z elastycznych filamentów, takich jak TPU, znacznie precyzyjniej. Drukowanie modeli 3D z materiałów elastycznych ma większe szanse powodzenia, ponieważ ścieżki filamentu są krótsze, a siła ciągu większa. Można również uzyskać wyższą temperaturę, eliminując rurkę PTFE i używając w pełni metalowego hotendu.

Podsumowanie

Filamenty Flexible zyskały dużą popularność, przede wszystkim dzięki swoim właściwościom i gumopodobnemu wyglądowi. Podczas drukowania z TPU w 3D ważne jest, aby poświęcić czas i pozwolić drukarce drukować powoli. Możesz również potrzebować dodatkowej taśmy klejącej lub sprayu Dimafix, aby zapewnić dobrą przyczepność filamentu do stołu. Ostatnio na rynku pojawiła się specjalna płyta PEI, która stanowi rewolucję w tej dziedzinie. Filament przylega idealnie do płyty PEI, ale gdy produkt ostygnie, można go łatwo usunąć bez użycia narzędzi.

Jeśli chcesz zacząć drukować z elastycznego filamentu o twardości 85A i zastanawiasz się, która drukarka 3D z ekstruderem typu direct drive będzie odpowiednia do użytku domowego lub małej firmy, polecamy zwrócić uwagę na Creality Ender.