2023年最靈活的3D列印材料-TPU

有沒有想過為什麼 3D 列印技術會越來越強大並取代舊的傳統製造技術?

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如果你試圖列舉這種轉變發生的原因,那麼第一個肯定是客製化。人們追求個人化,對標準化不太感興趣。

正是由於人們行為的這種轉變,以及3D列印技術能夠透過客製化來滿足人們個人化的需求,它才能夠取代傳統的基於標準化的製造技術。

靈活性是人們追求個人化背後的一個隱性因素。市面上有靈活的3D列印材料,讓使用者能夠開發越來越靈活的零件和功能原型,這對一些用戶來說無疑是一種純粹的幸福。

3D 列印時裝和 3D 列印義肢是值得重視 3D 列印靈活性的應用範例。

橡膠3D列印仍處於研究階段,尚待開發。目前,我們還沒有橡膠3D列印技術,在橡膠完全可列印之前,我們只能尋求其他替代方案。

根據研究,最接近橡膠的替代品是熱塑性彈性體。本文將深入探討四種不同類型的柔性材料。

這些柔性3D列印材料稱為TPU、TPC、TPA和Soft PLA。我們將先簡單介紹一下柔性3D列印材料。

最柔韌的燈絲是?

為您的下一個 3D 列印專案選擇柔性長絲將為您的列印開闢一個充滿不同可能性的世界。

您不僅可以使用柔性燈絲列印一系列不同的物體,而且如果您有包含雙頭或多頭擠出機的印表機,您還可以使用這種材料列印出非常神奇的東西。

您可以使用印表機列印零件和功能原型,例如客製化的人字拖、壓力球頭或簡單的避震器。

如果您決心將 Flexi 燈絲作為列印物體的一部分,那麼您一定會成功地使您的想像最接近現實。

如今,該領域有如此多的選擇,很難想像如果沒有這種列印材料,3D 列印領域已經過去了多久。

當時,對於使用者來說,使用柔性耗材進行列印是一件非常痛苦的事情。這種痛苦源於許多因素,而這些因素都與一個共同點有關:這些材料非常柔軟。

由於柔性 3D 列印材料的柔軟性,使用任何印表機進行列印都存在風險,因此您需要真正可靠的印表機。

當時大多數印表機都面臨推拉效應的問題,因此,無論何時你將當時沒有任何剛性的東西推過噴嘴,它都會彎曲、扭曲並與之對抗。

任何熟悉將線從針中倒出以縫製任何類型布料的人都可以體會到這種現象。

除了推擠效應的問題之外,製造 TPE 等較軟的長絲是一項非常艱鉅的任務,尤其是在公差要求較高的情況下。

如果您考慮到較差的公差並開始製造,那麼您製造的燈絲可能會經歷較差的細節、堵塞和擠壓過程。

但情況已經發生了變化,目前市面上有一系列柔軟的線材,其中一些甚至具有彈性和不同程度的柔軟度。例如軟質PLA、TPU和TPE。

肖氏硬度

這是一個常見的標準,您可能會看到燈絲製造商在其 3D 列印材料的名稱中提到這一點。

肖氏硬度被定義為每種材料抵抗壓痕的量測。

這種標度是過去人們在談論任何材料的硬度時沒有參考時發明的。

因此,在肖氏硬度發明之前,人們必須用自己的經驗向他人解釋他們所嘗試的任何材料的硬度,而不是提及一個數字。

在考慮選擇哪種模具材料來製造功能原型的一部分時,這個尺度成為一個重要因素。

因此,例如,當您想在兩種橡膠之間進行選擇以製作石膏站立芭蕾舞女演員的模具時,肖氏硬度會告訴您,肖氏硬度為 70 A 的橡膠不如肖氏硬度為 30 A 的橡膠有用。

通常,在處理長絲時,您會知道柔性材料的建議肖氏硬度範圍從 100A 到 75A。

其中,顯然肖氏硬度為100A的柔性3D列印材料比75A的柔性3D列印材料更硬。

購買柔性燈絲時應考慮什麼?

購買任何燈絲時都需要考慮各種因素,而不僅僅是柔性燈絲。

您應該從對您來說最重要的中心點開始,例如材料的質量,這將決定功能原型的美觀程度。

然後,您應該考慮供應鏈的可靠性,即您用於 3D 列印的材料應該持續可用,否則,您最終將使用任何有限的 3D 列印材料。

考慮完這些因素後,您應該考慮高彈性和豐富的顏色選擇。畢竟,並非所有柔性3D列印材料都能提供您想要的顏色。

考慮了所有這些因素之後,您可以考慮該公司的客戶服務和價格與市場上其他公司的比較。

我們現在將列出一些您可以選擇用於列印柔性零件或功能原型的材料。

柔性3D列印材料列表

以下提到的所有材料都具有一些基本特性,例如它們本質上都是柔韌且柔軟的。這些材料具有出色的抗疲勞性和良好的電氣性能。

它們具有卓越的減震性能和抗衝擊強度。這些材料具有優異的耐化學性和耐候性,並具有良好的抗撕裂性和耐磨性。

它們都是可回收的,並且具有良好的減震能力。

使用柔性 3D 列印材料進行列印的印表機先決條件

在使用這些材料進行列印之前,需要按照一些標準信念來設定印表機。

印表機的擠出機溫度範圍應在攝氏 210 至 260 度之間,而床溫範圍應在環境溫度至攝氏 110 度之間,具體取決於您要列印的材料的玻璃化轉變溫度。

使用柔性材料列印時的建議列印速度可以從每秒五毫米到每秒三十毫米不等。

您的 3D 列印機的擠出機系統應該是直接驅動的,建議您使用冷卻風扇,以便更快地對製造的零件和功能原型進行後處理。

使用這些材料列印時面臨的挑戰

當然,根據使用者先前遇到的困難,在使用這些材料列印之前,您需要注意一些事項。

-眾所周知,印表機的擠出機難以處理熱塑性彈性體。
-它們會吸收水分,因此如果燈絲沒有正確存放,列印件的尺寸就會增加。
-熱塑性彈性體對快速運動很敏感,因此在推入擠出機時可能會彎曲。

TPU

TPU 代表熱塑性聚氨酯。它在市場上非常受歡迎,因此,在購買柔性耗材時,與其他耗材相比,您更有可能遇到這種材料。

它因比其他長絲具有更高的剛性和更容易擠出而聞名於市場。

這種材料強度高,耐用性好,彈性範圍高達600%至700%。

該材料的肖氏硬度範圍為60A至55D。它具有優異的印刷適性,呈半透明狀。

它對油脂和油具有耐化學性,使其更適合用於3D列印機。這種材料具有很高的耐磨性。

建議您在使用 TPU 列印時將印表機溫度保持在攝氏 210 至 230 度之間,並將列印床溫度保持在未加熱溫度至攝氏 60 度之間。

如上所述,列印速度應在每秒五到三十毫米之間,而對於床粘附,建議使用 Kapton 或畫家膠帶。

擠出機應為直接驅動,且不建議使用冷卻風扇,至少對於該印表機的第一層。

傳輸控制協定

它們代表熱塑性共聚酯。從化學角度來說,它們是一種聚醚酯,由長鏈或短鏈二醇組成的隨機長度交替序列所構成。

此部分的硬段為短鏈酯單元,軟段通常為脂肪族聚醚、聚酯二醇等。

由於這種柔性 3D 列印材料被視為工程級材料,因此它並不像 TPU 那麼常見。

TPC密度較低,彈性模量範圍為300%至350%。其肖氏硬度範圍為40至72D。

TPC具有良好的耐化學性和高強度,具有良好的熱穩定性和耐溫性。

使用 TPC 列印時,建議將溫度保持在攝氏 220 至 260 度範圍內,床溫保持在攝氏 90 至 110 度範圍內,列印速度範圍與 TPU 相同。

對苯二甲酸

TPE 和尼龍的化學共聚物稱為熱塑性聚醯胺,它結合了尼龍的光滑光澤質地和 TPE 的柔韌性。

其柔韌性和彈性在 370% 至 497% 範圍內,肖氏硬度在 75 至 63 A 範圍內。

它極為耐用,印刷適性與TPC相當。它具有良好的耐熱性和層間附著力。

列印這種材料時,印表機的擠出機溫度應在攝氏 220 至 230 度範圍內,而床溫應在攝氏 30 至 60 度範圍內。

您的印表機的列印速度可以與列印 TPU 和 TPC 時建議的速度相同。

印表機的床黏合劑應基於 PVA,擠出機系統可以是直接驅動,也可以是 Bowden 驅動。


發佈時間:2023年7月10日