Pro zákazníky
Články
Termoplastický polyuretan (TPU) je průmyslovým standardem pro výrobu elastomerových dílů. Nabízí nekompromisní odolnost proti oděru, výbornou chemickou stálost vůči olejům a mazivům a schopnost absorbovat obrovské množství kinetické energie bez trvalé deformace. Pro vývojová oddělení je to klíčový materiál pro výrobu zakázkových těsnění, tlumičů vibrací, dorazů a robotických chapadel s měkkým úchopem. Zpracování TPU metodou FDM však naráží na fatální fyzikální bariéru: tlačit měkký elastomer do horké trysky je jako snažit se protlačit uvařenou špagetu klíčovou dírkou.
Zablokovaný extruder a zničené výtisky?
Tisk měkkých elastomerů, zejména tvrdostí 90A a nižších, vyžaduje specializované Direct-Drive extrudery s nulovou vůlí v podávací dráze a striktní řízení volumetrického průtoku. Neplýtvejte časem na neustálé rozebírání tiskových hlav. Přenechte výrobu flexibilních dílů našim kalibrovaným průmyslovým systémům.
Poptat průmyslovou výrobu těsnění a flexibilních dílů z TPU
Klíčovým parametrem TPU je jeho tvrdost, udávaná na stupnici Shore A. Výběr správné tvrdosti zásadně ovlivňuje jak mechanickou funkci výsledného dílu, tak i samotnou vyrobitelnost (tisknutelnost) materiálu.
Svou tvrdostí připomíná kolečka nákupního vozíku nebo tvrdý pryžový doraz. Z inženýrského hlediska se jedná o nejdostupnější variantu pro 3D tisk. Materiál je dostatečně tuhý na to, aby odolal vybočení (buckling) v extruderu, a lze jej s velkou opatrností a při nízkých rychlostech vytisknout i na strojích s bowdenovým vytlačováním. Ideální pro těžké průmyslové dorazy a ochranné kryty hran.
Nejrozšířenější tvrdost TPU, flexibilitou srovnatelná s podrážkou pracovní obuvi. Nabízí vynikající poměr mezi pružností a strukturální integritou. Vyžaduje tiskárnu osazenou Direct-Drive (přímým) extruderem. Typickými aplikacemi jsou tlumiče vibrací (Silentbloky), prachovky a robustní těsnící O-kroužky.
Materiál o tvrdosti gumy na tužce nebo měkkého silikonového řemínku. Tisk tohoto materiálu je pro většinu běžných 3D tiskáren nemožný. Vyžaduje dokonale uzavřenou podávací dráhu extruderu (Dual-drive převody frézované na setiny milimetru), jinak se vlákno okamžitě namotá do ozubených kol. Používá se pro velmi jemná pneumatická těsnění, měkká chapadla pro křehké objekty (vakuové přísavky) a flexibilní membrány.
Zpracování elastomerů vyžaduje radikální změnu přístupu k tiskovým rychlostem a řízení tlaku v trysce. Pro dosažení slitého a plně funkčního těsnění aplikujte tyto hodnoty:
Přes vynikající mechanické vlastnosti představuje FDM tisk TPU pro vývojová oddělení významný logistický a technologický problém.
Základním fyzikálním jevem, který omezuje tisk TPU, je ztráta axiální tuhosti vlákna. Když podávací ozubená kola tlačí měkké vlákno 90A dolů do tavné zóny, vzniká v trysce zpětný tlak. Pokud v extruderu existuje byť jen milimetrová vůle mezi podávacím kolem a vstupem do teflonové trubičky, vlákno se do tohoto volného prostoru vyhne, sroluje se a okamžitě zablokuje celý mechanismus tiskové hlavy. Vyčištění si následně žádá kompletní rozebrání extruderu.
Stejně jako inženýrský Nylon, i Polyuretan extrémně rychle absorbuje vzdušnou vlhkost. Vlhký TPU filament při průchodu tryskou vaří vodu (hydrolýza). Výsledný díl má pěnovitou, mikroporézní strukturu. Pokud tisknete těsnění nebo doraz z vlhkého TPU, díl bude propouštět tekutiny a ztratí svou únavovou pevnost. Striktní sušení před výrobou (60 °C po dobu 6–8 hodin) je nezbytností.
Zavádění flexibilních materiálů do provozu se pravidelně neobejde bez defektů. Tabulka slouží pro rychlou optimalizaci procesu.
| Defekt na výtisku nebo stroji | Fyzikální příčina problému | Technologické řešení |
|---|---|---|
| Zaseknutí extruderu (Namotání vlákna) | Vlákno (především měkké 90A) vybočilo mimo podávací dráhu. Zpětný tlak v trysce byl příliš vysoký. | Snížit rychlost tisku na 15 mm/s. Zcela vypnout retrakce. Uvolnit přítlak na podávacích kolečkách extruderu. |
| Masivní Stringing (Pavučiny a chlupy) | Tavenina TPU samovolně vytéká z trysky během přejezdů. Vypnuté retrakce nebrání úniku materiálu. | Aktivovat funkci "Combing" (vyhýbání se přejezdům přes vnější perimetry). Mírně snížit teplotu extruze o 5 °C. |
| Pórovitý povrch (Díl netěsní tekutiny) | Hydrolýza. Absorbovaná vlhkost vytvořila při tavení bubliny, které narušily kompaktnost vrstev. | Striktně vysušit filament v horkovzdušné peci: 60 °C po dobu minimálně 6 hodin. Během tisku uchovávat v Dry-boxu. |
| Hrubé a propadlé převisy (Overhangs) | Elastomery mají velmi špatné přemostění, protože materiál nelze v měkkém stavu napnout do prostoru. | Upravit design (DfAM) tak, aby neobsahoval převisy větší než 45 stupňů. Použití tiskových podpor u TPU je vysoce nežádoucí (nelze je snadno odtrhnout). |
Navrhujete těsnící komponenty, tlumící vložky pro obráběcí centra nebo kontaktní plochy pro robotická chapadla a potřebujete garantované fyzikální vlastnosti? Neničte si extrudery a neztrácejte čas odlaďováním retrakcí u měkkých materiálů. Naše tiskové farmy disponují optimalizovanými systémy pro zpracování technických elastomerů od Shore 98A až po extrémně flexibilní 90A. Nahrajte své 3D modely na náš portál a my vám doručíme plně funkční, stoprocentně nepropustné flexibilní díly.Nahrát CAD data a poptat profesionální výrobu z TPU