2023 Ang Pinaka Flexible na 3D Printing Material-TPU

Naisip mo na ba kung bakit lumalakas ang teknolohiya ng 3D printing at pinapalitan ang mga mas lumang tradisyonal na teknolohiya sa pagmamanupaktura?

Kung susubukan mong ilista ang mga dahilan kung bakit nangyayari ang pagbabagong ito, tiyak na magsisimula ang listahan sa pagpapasadya. Ang mga tao ay naghahanap ng personalization. Hindi sila gaanong interesado sa standardisasyon.

At dahil sa pagbabagong ito sa pag-uugali ng mga tao at sa kakayahan ng 3D printing technology na matugunan ang pangangailangan ng mga tao para sa pag-personalize, sa pamamagitan ng pagpapasadya, kaya nitong palitan ang tradisyonal na standardization-based na mga teknolohiya sa pagmamanupaktura.

Ang kakayahang umangkop ay isang nakatagong salik sa likod ng paghahanap ng mga tao para sa pag-personalize. At ang katotohanan na mayroong flexible na 3D printing material na magagamit sa merkado na nagbibigay-daan sa mga user na bumuo ng higit at mas flexible na mga bahagi at functional na mga prototype ay isang pinagmumulan ng dalisay na kaligayahan sa ilang mga gumagamit.

Ang 3D printed fashion at 3D printed prosthetic arm ay isang halimbawa ng mga application kung saan dapat pahalagahan ang flexibility ng 3D printing.

Ang Rubber 3D printing ay isang lugar na nasa pananaliksik pa rin at hindi pa binuo. Ngunit sa ngayon, wala kaming rubber 3D printing technology, hanggang sa maging ganap na napi-print ang goma, kailangan naming pamahalaan gamit ang mga alternatibo.

At ayon sa pagsasaliksik ang pinakamalapit na alternatibo sa goma na nahuhulog ay tinatawag na Thermoplastic Elastomer. Mayroong apat na iba't ibang uri ng nababaluktot na materyales na titingnan natin nang malalim sa artikulong ito.

Ang mga flexible na 3D printing na materyales na ito ay pinangalanang TPU, TPC, TPA, at Soft PLA. Magsisimula kami sa pagbibigay sa iyo ng maikling tungkol sa Flexible 3D printing material sa pangkalahatan.

Ano ang Pinaka Flexible na Filament?

Ang pagpili ng flexible filament para sa iyong susunod na 3D printing project ay magbubukas ng mundo ng iba't ibang posibilidad para sa iyong mga print.

Hindi ka lang makakapag-print ng iba't ibang bagay gamit ang iyong flex filament, ngunit kung mayroon kang dual o multi-head extruder na naglalaman ng printer, makakapag-print ka ng mga kamangha-manghang bagay gamit ang materyal na ito.

Maaaring i-print ang mga bahagi at functional na prototype gaya ng mga pasadyang flip flops, stress ball-head, o simpleng vibration dampener gamit ang iyong printer.

Kung determinado kang gawing bahagi ng pagpi-print ng iyong mga bagay ang Flexi filament, tiyak na magtagumpay ka sa paggawa ng iyong mga imahinasyon na pinakamalapit sa katotohanan.

Sa napakaraming opsyon na magagamit ngayon sa larangang ito, mahirap isipin ang oras na lumipas na sa larangan ng 3D printing nang walang materyal na ito sa pagpi-print.

Para sa mga gumagamit, ang pag-print gamit ang nababaluktot na mga filament, noon, ay isang sakit sa kanilang pwet. Ang sakit ay dahil sa maraming mga kadahilanan na umiikot sa isang karaniwang katotohanan na ang mga materyales na ito ay napakalambot.

Dahil sa lambot ng flexible na 3D printing material, delikado silang mai-print gamit ang anumang printer, sa halip, kailangan mo ng isang bagay na talagang maaasahan.

Karamihan sa mga printer noon ay nahaharap sa problema ng pushing string effect, kaya sa tuwing itinulak mo ang isang bagay sa oras na iyon nang walang anumang katigasan sa pamamagitan ng isang nozzle, ito ay yumuko, umiikot, at lumalaban dito.

Ang lahat na pamilyar sa pagbuhos ng sinulid mula sa isang karayom ​​para sa pananahi ng anumang uri ng tela ay maaaring nauugnay sa hindi pangkaraniwang bagay na ito.

Bukod sa problema ng pushing effect, ang paggawa ng mas malambot na mga filament tulad ng TPE ay isang napaka-herculean na gawain, lalo na sa mga mahusay na pagpapaubaya.

Kung isasaalang-alang mo ang mahinang pagpapaubaya at simulan ang pagmamanupaktura, may mga pagkakataon na ang filament na ginawa mo ay maaaring sumailalim sa hindi magandang proseso ng pagdedetalye, jamming, at extrusion.

Ngunit nagbago ang mga bagay, sa kasalukuyan, mayroong isang hanay ng mga malambot na filament, ang ilan sa mga ito ay may mga nababanat na katangian at iba't ibang antas ng lambot. Soft PLA, TPU, at TPE ang ilan sa mga halimbawa.

Katigasan ng Shore

Isa itong karaniwang pamantayan na maaari mong makita sa mga tagagawa ng filament na binabanggit kasama ng pangalan ng kanilang 3D printing material.

Ang Shore Hardness ay tinukoy bilang ang sukatan ng paglaban ng bawat materyal sa indentation.

Ang sukat na ito ay naimbento noong nakaraan nang ang mga tao ay walang sanggunian habang pinag-uusapan ang katigasan ng anumang materyal.

Kaya, bago naimbento ang Shore hardness, kailangang gamitin ng mga tao ang kanilang mga karanasan sa iba para sa pagpapaliwanag ng katigasan ng anumang materyal na kanilang na-eksperimento, sa halip na magbanggit ng numero.

Ang sukat na ito ay nagiging isang mahalagang kadahilanan habang isinasaalang-alang kung aling materyal ng amag ang pipiliin para sa paggawa ng isang bahagi ng isang functional na prototype.

Kaya halimbawa, kapag gusto mong pumili sa pagitan ng dalawang goma para sa paggawa ng molde ng plaster standing ballerina, sasabihin sa iyo ng Shore hardness na magkaroon ng A rubber na may maikling tigas na 70 A ay hindi gaanong kapaki-pakinabang kaysa sa goma na may shore hardness na 30 A.

Kadalasan habang nakikipag-ugnayan sa mga filament ay malalaman mo na ang inirerekumendang tigas ng baybayin ng isang nababaluktot na materyal ay umaabot saanman mula 100A hanggang 75A.

Kung saan, malinaw naman, ang nababaluktot na 3D printing material na may shore hardness na 100A ay magiging mas mahirap kaysa sa pagkakaroon ng 75A.

Ano ang Dapat Isaalang-alang habang Bumibili ng Flexible na Filament?

Mayroong iba't ibang mga kadahilanan na dapat isaalang-alang habang bumibili ng anumang filament, hindi lamang mga nababaluktot.

Dapat kang magsimula sa isang sentrong punto na pinakamahalagang mayroon ka, tulad ng kalidad ng materyal na magreresulta sa isang magandang bahagi ng isang functional na prototype.

Pagkatapos ay dapat mong isipin ang tungkol sa pagiging maaasahan sa supply chain ie ang materyal na ginamit mo nang isang beses para sa 3D printing, ay dapat na patuloy na magagamit, kung hindi, ikaw ay gagamit ng anumang limitadong dulo ng 3D printing material.

Pagkatapos ng pag-iisip tungkol sa mga salik na ito, dapat mong isipin ang tungkol sa mataas na pagkalastiko, isang malawak na iba't ibang mga kulay. Dahil, hindi lahat ng flexible na 3D printing material ay magiging available sa kulay kung saan mo gustong bilhin ito.

Matapos isaalang-alang ang lahat ng mga salik na ito maaari mong isaalang-alang ang serbisyo sa customer at presyo ng kumpanya kumpara sa ibang mga kumpanya sa merkado.

Ililista na namin ngayon ang ilan sa mga materyales na maaari mong piliin para sa pag-print ng isang flexible na bahagi o functional na prototype.

Listahan ng Flexible 3D Printing Materials

Ang lahat ng mga nabanggit na materyales sa ibaba ay may ilang mga pangunahing katangian tulad ng lahat ng ito ay nababaluktot at malambot sa kalikasan. Ang mga materyales ay may mahusay na paglaban sa pagkapagod at mahusay na mga katangian ng kuryente.

Mayroon silang hindi pangkaraniwang vibration damping at impact strength. Ang mga materyales na ito ay nagpapakita ng paglaban sa mga kemikal at panahon, mayroon silang magandang pagkapunit at paglaban sa abrasion.

Lahat ng mga ito ay recyclable at may mahusay na shock-absorbing capacity.

Mga kinakailangan ng printer para sa pag-print gamit ang Flexible 3D printing materials

Mayroong ilang mga paniniwala sa pamantayan upang itakda ang iyong printer bago mag-print gamit ang mga materyal na ito.

Ang hanay ng temperatura ng extruder ng iyong printer ay dapat nasa pagitan ng 210 at 260 degrees Celsius, samantalang ang hanay ng temperatura ng kama ay dapat mula sa ambient temperature hanggang 110 degrees Celsius depende sa glass transition temperature ng materyal na handa mong i-print.

Ang inirerekomendang bilis ng pag-print habang nagpi-print gamit ang mga flexible na materyales ay maaaring mula sa kasing baba ng limang milimetro bawat segundo hanggang tatlumpung milimetro bawat segundo.

Dapat ay direktang drive ang extruder system ng iyong 3D printer at inirerekomendang magkaroon ka ng cooling fan para sa mas mabilis na post-processing ng mga bahagi at functional na mga prototype na iyong ginagawa.

Mga hamon habang nagpi-print gamit ang mga materyales na ito

Siyempre, may ilang mga punto na kailangan mong alagaan bago mag-print gamit ang mga materyales na ito batay sa mga paghihirap na naranasan ng mga gumagamit dati.

-Ang mga thermoplastic elastomer ay kilala na hindi maganda ang paghawak ng mga extruder ng printer.
-Sila ay sumisipsip ng kahalumigmigan, kaya asahan na ang iyong pag-print ay mag-pop-up sa laki kung ang filament ay hindi nakaimbak nang maayos.
-Ang mga thermoplastic elastomer ay sensitibo sa mabilis na paggalaw kaya maaari itong bumaluktot kapag itinulak sa extruder.

TPU

Ang ibig sabihin ng TPU ay thermoplastic polyurethane. Ito ay napakapopular sa merkado kaya, habang bumibili ng nababaluktot na mga filament, may mataas na pagkakataon na ang materyal na ito ay kung ano ang madalas mong makaharap kumpara sa iba pang mga filament.

Ito ay sikat sa merkado para sa pagpapakita ng isang mas malaking tigas at allowance upang ma-extrude mas madali kaysa sa iba pang mga filament.

Ang materyal na ito ay may disenteng lakas at mataas na tibay. Ito ay may mataas na nababanat na hanay sa pagkakasunud-sunod ng 600 hanggang 700 porsyento.

Ang katigasan ng baybayin ng materyal na ito ay mula 60 A hanggang 55 D. Ito ay may mahusay na kakayahang mai-print, semi-transparent.

Dahil sa chemical resistance nito sa grease at oil, mas angkop itong gamitin kasama ng mga 3D printer. Ang materyal na ito ay may mataas na paglaban sa abrasion.

Inirerekomenda mong panatilihin ang hanay ng temperatura ng iyong printer sa pagitan ng 210 hanggang 230 degrees Celsius at ang kama sa pagitan ng hindi nainitang temperatura hanggang 60 degrees Celsius habang nagpi-print gamit ang TPU.

Ang bilis ng pag-print, tulad ng nabanggit sa itaas ay dapat nasa pagitan ng lima at tatlumpung millimeters bawat segundo, habang para sa bed adhesion pinapayuhan kang gumamit ng Kapton o painter's tape.

Ang extruder ay dapat na isang direktang drive at ang cooling fan ay hindi inirerekomenda kahit man lang para sa mga unang layer ng printer na ito.

TPC

Ang mga ito ay kumakatawan sa thermoplastic copolyester. Sa kemikal, ang mga ito ay mga polyether ester na may alternating random na pagkakasunud-sunod ng haba ng alinman sa mahaba o maikling chain glycols.

Ang mga matitigas na segment ng bahaging ito ay mga short-chain ester units, habang ang mga soft segment ay karaniwang aliphatic polyether at polyester glycols.

Dahil ang flexible na 3D printing material na ito ay itinuturing na isang engineering grade material, hindi ito isang bagay na makikita mo nang kasingdalas ng TPU.

Ang TPC ay may mababang density na may nababanat na hanay na 300 hanggang 350 porsiyento. Ang katigasan ng Shore nito ay umaabot kahit saan mula 40 hanggang 72 D.

Ang TPC ay nagpapakita ng mahusay na paglaban sa mga kemikal at mataas na lakas na may mahusay na thermal stability at paglaban sa temperatura.

Habang nagpi-print gamit ang TPC, pinapayuhan kang panatilihin ang iyong temperatura sa hanay na 220 hanggang 260 degrees Celsius, temperatura ng kama sa hanay na 90 hanggang 110 degrees Celsius, at ang saklaw ng bilis ng pag-print ay pareho sa TPU.

TPA

Ang kemikal na copolymer ng TPE at Nylon na pinangalanang Thermoplastic Polyamide ay isang kumbinasyon ng makinis at makintab na texture na nagmumula sa Nylon at ang flexibility na isang boon ng TPE.

Mayroon itong mataas na flexibility at elasticity sa hanay na 370 at 497 percent, na may Shore hardness sa hanay na 75 at 63 A.

Ito ay pambihirang matibay at nagpapakita ng kakayahang mai-print sa parehong antas ng TPC. Mayroon itong mahusay na paglaban sa init pati na rin ang pagdirikit ng layer.

Ang temperatura ng extruder ng printer habang ini-print ang materyal na ito ay dapat nasa hanay na 220 hanggang 230 degrees Celsius, samantalang ang temperatura ng kama ay dapat nasa hanay na 30 hanggang 60 degrees Celsius.

Ang bilis ng pag-print ng iyong printer ay maaaring pareho sa inirerekomenda habang nagpi-print ng TPU at TPC.

Ang bed adhesion ng printer ay dapat na nakabatay sa PVA at ang extruder system ay maaaring direktang drive pati na rin si Bowden.