فیلامنت پرینتر سه بعدی TPU
فیلامنت پرینتر سه بعدی TPU یک ماده انعطاف پذیر و مقاوم است که برای تولید قطعات نرم، کشسان و ضربه پذیر با دستگاه پرینتر سه بعدی کاربرد دارد. این فیلامنت به دلیل مقاومت مناسب در برابر سایش، انعطاف پذیری و دوام بالا، در ساخت قاب موبایل، واشر و آببند، پایه های ضدلرزش، دستگیره ها، قطعات پوشیدنی و بسیاری از قطعات صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
فیلامنت TPU چیست
TPU مخفف Thermoplastic Polyurethane یا پلی یورتان ترموپلاستیک است و در گروه مواد انعطاف پذیر و الاستومری قرار می گیرد. برخلاف فیلامنت هایی مانند PLA و ABS که ساختار نسبتاً سختی دارند، TPU می تواند تحت فشار و کشش تغییر شکل دهد و تا حدی به شکل اولیه خود بازگردد.
میزان نرمی TPU با درجه سختی Shore مشخص می شود. برای مثال، TPU با سختی 95A نسبتاً انعطاف پذیر اما مستحکم است، در حالی که گریدهای نرم تر انعطاف بیشتری دارند و معمولاً چاپ آن ها نیز دشوار تر است.
ویژگی های فیلامنت TPU
مهم ترین ویژگی های TPU عبارت اند از:
- انعطاف پذیری و قابلیت کشسانی بالا
- مقاومت مناسب در برابر ضربه و سایش
- دوام بالا در استفاده مداوم
- قابلیت تولید قطعات نرم و نیمه نرم
- چسبندگی لایه ای مناسب
- مقاومت مناسب در برابر بسیاری از مواد شیمیایی
- قابلیت تنظیم میزان انعطاف پذیری با تغییر ضخامت دیواره و درصد پرشدگی
به همین دلیل TPU برای قطعاتی که باید همزمان انعطاف پذیر و بادوام باشند، گزینه مناسبی محسوب می شود.
مزایا و محدودیت های TPU
مزایای TPU
- انعطاف پذیری بالا
- مقاومت خوب در برابر سایش
- جذب مناسب ضربه و لرزش
- مناسب برای قطعاتی که نیاز به خم شدن دارند
- چسبندگی مناسب بین لایه ها
- مناسب برای ساخت قطعات کاربردی و صنعتی
محدودیت های TPU
- چاپ آن نسبت به PLA دشوارتر است
- سرعت چاپ باید معمولاً پایین تر باشد
- فیلامنت های نرم تر به تنظیمات دقیق تری نیاز دارند
- احتمال ایجاد رشته های اضافی یا Stringing وجود دارد
- TPU رطوبت را جذب می کند و نگهداری صحیح آن اهمیت زیادی دارد
- در بسیاری از موارد اکسترودر Direct Drive عملکرد بهتری نسبت به Bowden دارد.
دمای مناسب چاپ TPU
دمای دقیق چاپ به نوع TPU، سختی Shore و برند تولیدکننده بستگی دارد. بهعنوان یک محدوده عمومی، بسیاری از TPU های رایج در دمای نازل حدود 210 تا 250 درجه سانتی گراد چاپ می شوند. برای نمونه، Polymaker برای PolyFlex TPU95 محدوده 210 تا 230 درجه سانتی گراد را پیشنهاد می کند.
پارامتر
محدوده پیشنهادی
دمای نازل
حدود 210 تا 250°C
دمای بستر
حدود 25 تا 60°C
سرعت چاپ
معمولاً پایین، حدود 15 تا 40 mm/s
خنک کاری
متوسط تا فعال، بسته به برند
محفظه بسته
معمولاً ضروری نیست
اکسترودر
Direct Drive ترجیح داده می شود
این اعداد نقطه شروع هستند و بهتر است تنظیمات نهایی بر اساس مشخصات همان فیلامنت و تست چاپ تعیین شود.
چرا چاپ TPU دشوارتر است؟
TPU برخلاف فیلامنت های سخت، هنگام عبور از مسیر اکسترودر قابلیت فشرده و خم شدن دارد. به همین دلیل اگر فاصله زیادی بین چرخ دنده اکسترودر و نازل وجود داشته باشد، ممکن است فیلامنت به درستی تغذیه نشود یا در مسیر گیر کند.
به همین دلیل پرینتر سه بعدی فیلامنتی (FDM) دارای اکسترودر Direct Drive معمولاً برای چاپ TPU انتخاب مناسب تری است. همچنین کاهش سرعت چاپ می تواند به کنترل بهتر جریان فیلامنت و جلوگیری از مشکلات تغذیه کمک کند.
کاربردهای فیلامنت TPU
انعطاف پذیری TPU باعث شده این ماده در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده شود:
- قاب و کاور موبایل
- واشر و آببند
- پایههای ضدلرزش
- دستگیره و گریپ
- چرخ و قطعات انعطاف پذیر
- قطعات پوشیدنی
- قطعات خودرو
- محافظ و ضربهگیر
- قطعات رباتیک
- نمونه های اولیه محصولات انعطاف پذیر
در کاربردهای صنعتی نیز TPU برای تولید قطعاتی مانند آب بندها، ضربه گیرها و اجزایی که در معرض سایش قرار دارند مورد استفاده قرار می گیرد.
نکات مهم چاپ TPU
برای رسیدن به نتیجه بهتر هنگام چاپ TPU، سرعت چاپ را پایین نگه دارید و از وارد کردن فشار بیش از حد به فیلامنت پرینتر سه بعدی در اکسترودر خودداری کنید. در صورت استفاده از TPU نرم، مسیر عبور فیلامنت باید تا حد امکان کوتاه و کنترل شده باشد.
همچنین Retraction زیاد می تواند باعث مشکلاتی مانند گیرکردن فیلامنت یا ناپایداری اکستروژن شود؛ بنابراین مقدار Retraction باید متناسب با نوع اکسترودر و فیلامنت تنظیم شود.
نگهداری فیلامنت TPU
TPU نسبت به رطوبت حساس است و جذب رطوبت می تواند کیفیت چاپ را کاهش دهد. بنابراین بهتر است رول TPU در محیط خشک و داخل بسته بندی مناسب نگهداری شود.
در صورتی که فیلامنت رطوبت جذب کرده باشد، خشک کردن آن طبق دستورالعمل تولیدکننده می تواند به کاهش مشکلاتی مانند حباب، صدای ترکیدن از نازل و Stringing کمک کند. برای مثال، Polymaker برای برخی محصولات TPU خود خشک کردن در حدود 70 درجه سانتی گراد را توصیه می کند.
برندهای فیلامنت TPU
در انتخاب TPU، علاوه بر برند باید به درجه سختی Shore، دمای چاپ و میزان انعطاف پذیری محصول توجه کرد. برای مثال فیلامنت پرینتر سه بعدی TPU برند Polymaker در گریدهای مختلف عرضه می شود و محصولات PolyFlex این برند در دسته فیلامنت های انعطاف پذیر قرار می گیرند. Polymaker همچنین مشخصات فنی و شرایط چاپ محصولات TPU خود را ارائه می کند.
در کنار آن، فیلامنت پرینتر سه بعدی TPU برند ESUN نیز می تواند بر اساس مشخصات فنی و میزان سختی موردنیاز پروژه بررسی شود. برند ESUN نیز در حوزه تولید فیلامنت های چاپ سه بعدی فعالیت دارد.
همچنین فیلامنت پرینتر سه بعدی TPU برند YOUSU برای پروژه هایی که به فیلامنت انعطاف پذیر نیاز دارند قابل بررسی است. برند YOUSU نیز محصولات متنوعی در حوزه مواد مصرفی چاپ سه بعدی ارائه می کند.
TPU برای چه کسانی مناسب است؟
اگر قطعه موردنظر باید انعطاف پذیر، مقاوم در برابر سایش یا ضربه پذیر باشد، TPU می تواند انتخاب مناسبی باشد. این فیلامنت برای ساخت قطعاتی که باید خم شوند یا کمی تغییر شکل دهند، نسبت به PLA و ABS کاربرد بیشتری دارد.
با این حال، اگر اولویت شما چاپ آسان و سرعت بالا باشد، PLA انتخاب ساده تری است. TPU بیشتر برای پروژه هایی ارزشمند است که انعطاف پذیری و دوام اهمیت بیشتری از سهولت چاپ دارند.
مقایسه TPU با PLA و PETG
ویژگی
PLA
PETG
TPU
انعطاف پذیری
کم
متوسط
بسیار زیاد
مقاومت در برابر ضربه
متوسط
خوب
خوب
مقاومت سایشی
متوسط
خوب
بسیار خوب
چاپ پذیری
بسیار آسان
آسان
دشوارتر
سرعت چاپ
بالا
متوسط
پایین تر
کاربرد اصلی
قطعات عمومی و تزئینی
قطعات کاربردی
قطعات انعطاف پذیر
جمع بندی
فیلامنت پرینتر سه بعدی TPU انتخابی مناسب برای ساخت قطعات انعطاف پذیر، کشسان و مقاوم در برابر سایش و ضربه است. این ماده در تولید قاب ها، آب بندها، ضربه گیرها، گریپ ها و قطعات صنعتی کاربرد دارد. در مقابل، چاپ TPU به سرعت پایین تر، کنترل دقیق تر اکستروژن و در بسیاری از موارد اکسترودر Direct Drive نیاز دارد.
آیا TPU برای هر دستگاه پرینتر سه بعدی مناسب است؟
1
آیا TPU از PLA انعطاف پذیرتر است؟
1
آیا TPU نیاز به خشک کردن دارد؟
1
دمای چاپ TPU چقدر است؟
1