در مقالات پیشین فیلامنت 1001 در مورد ماده TPU توضیحاتی را خدمت شما ارائه دادیم حال با فیلامنت TPU یا همان FLEXIBLE آشنا می شویم.
فیلامنت TPU
مواد TPU گروهی از الاستومرهای ترموپلاستیک با خاصیت ارتجاعی خوب و مقاوم در برابر تنش هایی مانند سایش و روان کننده های روغنی هستند. ساختار آن شامل بخش های نرم و سخت است که به صورت زنجیری به هم متصل شده اند. در صنعت پرینت سه بعدی به دلیل انعطاف زیاد آن به نام FLEXIBLE نیز شناخته می شود.
TPU همان لاستیک است؟
خیر
TPU (پلی یورتان های ترموپلاستیک) ماده ای بین لاستیک و پلاستیک است. این ماده در برابر روغن و آب مقاوم است و در برابر ضربه مقاومت بسیار خوبی دارد. TPU یک ماده پلیمری غیر سمی سازگار با محیط زیست است. مواد TPU دارای مزایای خاصیت ارتجاعی بالای لاستیک و عملکرد پردازش پلاستیک است.
ترموپلاستیک الاستومر TPU ترموفرم شده است و می تواند با استفاده از دستگاه های قالب گیری تزریقی، اکسترودرها و دستگاه های قالب گیری دمشی تولید شود. ضایعات و بقایای آن 100٪ قابل بازیافت هستند، TPU یک انتخاب فوق العاده برای جایگزینی PVC، لاستیک و سیلیکون و تسلط بر صنعت لاستیک و پلاستیک است.
تفاوت بین TPU و لاستیک
1. روش های پردازش متفاوت است.
2. خواص متفاوت است. لاستیک معمولاً نیاز به افزودن مواد افزودنی مختلف دارد و برای تقویت باید ولکانیزه شود، در حالی که مقاومت TPU بدون افزودنی بسیار خوب است.
3. TPU ساختاری خطی دارد و از نظر فیزیکی با پیوند هیدروژنی به هم متصل می شود. پیوندهای هیدروژنی در دمای بالا شکسته می شوند.
لاستیک از نظر شیمیایی دارای پیوند متقابل است و ترموپلاستیک نیست.
4. مواد پلاستیکی TPU دارای مقاومت سایش عالی است که بیش از پنج برابر لاستیک طبیعی است و یکی از مواد ترجیحی برای محصولات مقاوم در برابر سایش است.
تفاوت TPU در FDM و SLS
در فناوری FDM میتوان از فیلامنت های TPU استفاده کرد. دو مزیت عمده استفاده از FDM به جای SLS در هنگام ساخت قطعات TPU وجود دارد: اول اینکه FDM ارزانتر است و دوم اینکه معمولاً تولید قطعات TPU با فیلامنت ها به جای پودر سریعتر است.
از سوی دیگر، از آنجایی که TPU یک ماده نرم است (به ویژه در مقایسه با ترموپلاستیک‌های ABS و PLA)، رشته‌های TPU می‌توانند در مکانیزم اکسترودر خم شوند و در نتیجه فیلامنت در هم تنیده شده و اکسترودر مسدود شود. با این حال، نرمی مواد چیزی است که چسبندگی لایه به لایه در چاپ های TPU را قوی و بادوام می کند.
نکات پرینت سه بعدی برای فیلامنت های TPU
تنظیمات اصلی پرینتر:
دمای اکسترودر: 225-250 درجه سانتی گراد
صفحه گرم: 50 ± 10 درجه سانتیگراد
خنک کننده: فن خنک کننده تنظیم متوسط یا بالا
محفظه: لازم نیست
دمای پرینت و سرعت
محدوده دمای توصیه شده برای اکستروژن،بسته به نوع پرینتر سه بعدی و فیلامنت TPU شما بین 225-250 درجه سانتیگراد است. با این حال، به خاطر داشته باشید که چاپ با دمای بالاتر به فیلامنت اجازه می دهد تا سریعتر ذوب شود و راحت تر از نازل جریان یابد.
TPU معمولاً در سرعت های پایین بهترین پرینت را دارد. تنظیم سرعت متوسط (15 میلی‌متر بر ثانیه تا 20 میلی‌متر بر ثانیه) برای اطمینان از کیفیت بالای چاپ، بهترین انتخاب خوبی است.
ضریب اکستروژن و RETRACTION
Extrusion Multiplier (ضریب اکستروژن) یک گزینه تنظیم پرینتر سه بعدی است که به شما این امکان را می دهد که میزان خروج فیلامنت از نازل یا سرعت جریان اکستروژن را کنترل کنید. از آنجایی که رشته‌های TPU می‌توانند به‌طور نامناسبی در طول فرآیند چاپ اکسترود شوند و در نتیجه باعث اتصال نامناسب لایه‌ها و محیط‌ها شوند. یکی از راه های مقابله با این موضوع این است که کمی ضریب اکستروژن خود را افزایش دهید.
ضریب اکستروxtrusion Multiplier تنظیم چاپگر سه بعدی است که به شما امکان می دهد میزان خروج فیلامنت از نازل یا سرعت جریان اکستروژن را کنترل کنید. از آنجایی که رشته‌های TPU می‌توانند به‌طور نامناسبی در طول فرآیند چاپ اکسترود شوند و در نتیجه باعث اتصال نامناسب لایه‌ها و محیط‌ها شوند. یکی از راه های مقابله با این موضوع این است که کمی ضریب اکستروژن خود را افزایش دهید.
retaractionیک مکانیزم در پرینتر سه بعدی است که فیلامنت را به داخل اکسترودر می کشد تا از ریزش فیلامنت ذوب شده جلوگیری کند. این ویژگی برای فیلامنت های سفت و سخت مانند PLA و ABS بسیار مفید است، با این حال، با فیلامنت های TPU، Retraction می تواند چالش برانگیز باشد و می تواند منجر به گرفتگی نازل شود. به همین دلیل است که برای جلوگیری از به مشکل خوردن فیلامنت انعطاف پذیری مثل TPU در نازل دستگاه ، بسیار توصیه می شود که Retraction را غیرفعال کنید.
Rafts and skirts
یک سطح افقی دور ریختنی است که در پایین ترین سطح و زیر قطعه ایجاد می شود برای جلوگیری از تاب برداشتن و نگه داشتن قطعه استفاده می شود.
با این حال، از آنجایی که قطعات TPU معمولاً پیچ و تاب نمی‌خورند، هنگام پرینت سه بعدی با RAFT , TPU توصیه نمی‌شوند، حداقل به این دلیل که می‌توانند به دلیل سرعت بالای چاپ باعث مشکلات چاپ اضافی شوند. در مقابل، عاقلانه است که یک Skirts (چند حلقه مواد در اطراف پرینت) برای بررسی جریان فیلامنت و اطمینان از موفقیت چند لایه اول چاپ کنید. در نرم افزار cura به جای Raft گزینه Brim وجود دارد
کاربردهای فیلامنت TPU
TPU برای تولید لوازم جانبی مانند قاب گوشی و اجزای کفش ایده آل است.
در سال 2015، کمپانی New Balance کفش‌های مخصوص دویدن با کفی میانی با چاپ سه بعدی TPU ایجاد کرد. این غول کفش با استفاده از سیستم‌های سه بعدی DuraForm Flex TPU، چاپ سه‌بعدی و طراحی مولد، توانست به سطح بالایی از انعطاف‌پذیری در زیره‌های میانی خود و همچنین استحکام، وزن بهینه و دوام دست یابد.
یکی دیگر از کاربردهای جالب TPU در بخش پزشکی است. به عنوان مثال، از این ماده می توان برای ایجاد مدل های ارتوپدی استفاده کرد. در سال 2016، یک شرکت آمریکایی به نام Graphene 3D Lab یک فیلامنت TPU رسانا را معرفی کرد. که برای تولید لوازم الکترونیکی انعطاف پذیر،از جمله دستگاه‌های پزشکی پوشیدنی مانند مچ‌بند، مناسب است.
نتیجه
TPU یک ماده بسیار مفید است که خواص منحصر به فرد و طیف گسترده ای از کاربردهای ممکن را ارائه می دهد.
با این حال، چاپ سه بعدی با TPU به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد مانند انعطاف بالای ماده می‌تواند مشکل باشد، به همین دلیل است که اطلاع از محدودیت‌های TPU قبل از پرینت مهم است. با این راهنما، گروه فیلامنت 1001 امیدوار است که اکنون در مسیر تولید موفقیت آمیز قطعات با فیلامنت TPU به وسیله ی پرینت سه بعدی خود باشید.
سرگشته چو پرگار همه عمر دویدیم آخربه همان نقطه که بودیم رسیدیم