Flexible Filamente

TPU-Filamente sind im Wesentlichen Kunststoffe mit gummiartigen Eigenschaften, die sie extrem flexibel und haltbar machen. Flexible Filamente werden häufig zur Herstellung von Haushaltsgeräten, Spielzeug, Handyhüllen, tragbaren Geräten wie Armbändern, Autoteilen und medizinischen Hilfsmitteln verwendet. Wenn Sie etwas drucken möchten, das sich biegen, dehnen oder komprimieren soll, ist dieses TPU-3D-Druckerfilament die richtige Wahl.

Designer und Ingenieure nutzen täglich die Flexibilität von flexiblen Filamenten und verwenden sie, um elastische Formen und Prototyping-Werkzeuge zu erstellen. Das Drucken von TPU-Filamenten und anderen flexiblen Materialien kann für einen neuen 3D-Drucker-Benutzer entmutigend sein, da sie nicht so einfach zu verwenden sind wie andere Filamente. Mit den richtigen Anweisungen kann jedoch jeder die gewünschten Ergebnisse erzielen, deshalb haben wir Tipps vorbereitet, wie man TPU-Filamente druckt.

Was sind Flexible Filamente?

Flexible Filamente sind Materialien, die die Eigenschaften von hartem Kunststoff und Gummi kombinieren. Die Mischung ist als thermoplastisches Elastomer (TPE) bekannt. Diese gummiartigen thermoplastischen Elastomere können in großem Umfang verdreht und gedehnt werden, ohne zu brechen, ähnlich wie Gummi.

Einige flexible Filamente sind elastischer als andere, und sie sind alle in verschiedenen Varianten erhältlich. Das beliebteste ist thermoplastisches Polyurethan (TPU). TPU-Filament ist etwas steifer, was in der 3D-Druckindustrie eine gute Eigenschaft ist, da es bedeutet, dass es leichter zu drucken ist. Es ist auch etwas haltbarer und kann seine Elastizität bei Kälte besser beibehalten. Die Verschleißfestigkeit des TPU-Filaments ist 20% besser als die des ABS-Filaments und 70% besser als die des PLA-Filaments.

Vor- und Nachteile von flexiblen Filamenten

Vorteile

• Hervorragende Elastizität – Es ist ideal für diejenigen, die ein Filament benötigen, das gebogen, gedehnt und manövriert werden kann.
• Stoßfestigkeit – Produkte, die aus flexiblen Filamenten gedruckt werden, sind in der Regel unempfindlich gegenüber erheblichen Stößen.
• Vibrationen werden reduziert – Materialien mit gummiartigen Eigenschaften dämpfen Vibrationen, was sie für industrielle oder mechanische Teile nützlich macht.

Nachteile

• Das Drucken ist schwieriger. Es wird einige Zeit dauern, sich an die Eigenschaften von TPU-Filament zu gewöhnen, wenn Sie PLA-Filament gewohnt sind. Sie neigen dazu, Fäden zu ziehen, was ästhetische Drucke schwieriger macht. Überhänge sind scheinbar schwer nahtlos zu integrieren.
• Nimmt Feuchtigkeit auf – das Filament ist extrem hygroskopisch; es ist sehr wichtig, es vor jedem Gebrauch mit einem Filamenttrockner zu trocknen.
• Nachbearbeitung. Drucke, die mit TPU hergestellt werden, bieten in der Regel weniger Optionen in der Nachbearbeitung.

Häufige Anwendungen von flexiblen Filamenten

TPU-Materialien können auf viele verschiedene Arten verwendet werden. Dazu gehören;

• Passformtests und funktionales Prototyping. Teile oder Produkte, die mit elastischen Eigenschaften entworfen wurden, können auf ihre Flexibilität im realen Leben getestet werden.
• Individuelle Werkzeuge. Es ist möglich, Werkzeuge mit duktilen Teilen mit flexiblen Filamenten zu erstellen, wie z.B. Greiferteile oder Griffe.
• Für den Endgebrauch konzipiert. Mehrere Teile können regelmäßig oder als Ersatzteile verwendet werden, aufgrund ihrer gummiartigen Eigenschaften. Um zu verhindern, dass Maschinen Waren auf Produktionslinien beschädigen, bieten Materialien wie TPU weichere Kontaktpunkte.

Tipps zum Drucken mit TPU-Filamenten

• Da es mehrere flexible Materialien auf dem Markt gibt, ist es wichtig, die empfohlenen Einstellungen des Herstellers zu überprüfen.
• Wenn Sie mit flexiblen Filamenten drucken, ist eine langsame Vorschubrate oft am besten. Da das Material elastisch ist, können plötzliche Änderungen der Druckgeschwindigkeit dazu führen, dass das Stück unkontrollierbar wird. Das Filament kann komprimiert werden, wenn die Druckgeschwindigkeit zunimmt, was zu Verstopfungen führt. Daher sind 25-35 mm/s ein guter Ausgangspunkt.
• Die Flexibilität und Elastizität von TPU macht es extrem empfindlich gegenüber Bewegungen wie Retraktionen. Aus diesem Grund müssen die Retraktionseinstellungen für TPU-Filament optimiert werden, um Bewegungen in 3D-Drucken zu begrenzen. Wir empfehlen, die Retraktion vollständig auszuschalten.
• Wenn Sie keinen Direktantrieb-Extruder haben, empfehlen wir Ihnen, das TPU-Filament mit der Härte 98A zu verwenden.
• Trocknen Sie TPU-Filamente vor jedem Gebrauch zuerst mit einem Filamenttrockner.

Die häufigsten Fehler, die beim 3D-Druck von TPU-Filamenten auftreten

• Es gibt nicht genug Haftung zwischen den ersten Schichten des heißen Filaments und dem Druckbett. Dies kann zu einem 3D-Produkt mit deformierter Form führen. Wir empfehlen die Verwendung von Dimafix-Spray oder, wenn es für Ihren Drucker möglich ist, eine PEI-Platte zu verwenden.
• Wenn das Filament nicht richtig aus Ihrem 3D-Drucker extrudiert werden kann. Dies kann passieren, wenn die Düse den Prozess vollständig stoppt oder es Schwankungen in der Vorschubrate gibt. Wenn Ihr Drucker einen Bowden-Extruder hat, ist es besser, härtere TPU-Filamente (wie 98A) zu verwenden und die Rückzugseinstellung auszuschalten.
• Das Filament wurde vor dem Gebrauch nicht getrocknet. Flexible Filamente sind sehr empfindlich gegenüber Feuchtigkeit, daher ist es sehr wichtig, dass wir sie immer an einem Ort aufbewahren, an dem keine Feuchtigkeit vorhanden ist, vorzugsweise in einer Plastikbox oder in Nylon. Vor jedem Gebrauch muss das TPU-Filament auch in einem Filamenttrockner getrocknet werden.

Azurefilms TPU/Flexible Filamente

Das Azure Films TPU gibt es in zwei Typen: Flexible Filamenthärte 95A Shore und Flexible Filamenthärte 85A Shore. Diese flexiblen Filamente werden in Slowenien hergestellt und sind in verschiedenen Größen erhältlich.

Die starken, flexiblen und robusten Eigenschaften der Azurefilm-Filamente machen sie zu einer großartigen Wahl für flexible Film-Anwendungen, die mehr Festigkeit erfordern. Im Gegensatz zu Vinyl ist es frei von Weichmachern, sodass es nicht spröde wird oder seine Leistung im Laufe der Zeit verliert.

Azure Film TPUs bieten eine hervorragende Beständigkeit gegen Öl, Fett, Schmiermittel und Kraftstoffe sowie eine herausragende Beständigkeit gegen Hydrolyse.

Die Flexibilität der Azure Filamente hebt sie von anderen Materialien ab. Die Shore-Härte des Materials ist ein Maß für seine Widerstandsfähigkeit gegen Eindrücke und Flexibilität. Shore A oder Shore D werden typischerweise verwendet, um den Härtegrad flexibler Materialien zu beschreiben. Flexible Filamente, die im 3D-Druck verwendet werden, werden auf der Shore-A-Skala gemessen, während härtere Gummis auf der Shore-D-Skala gemessen werden. Shore A ist weicher, flexibler und erfüllt alle Anforderungen der 3D-Hersteller. Shore D ist härter und auch leichter zu drucken. Sein Härtegrad mildert seine Nachteile, was es ideal für die Einführung des Drucks mit flexiblem Filament macht. Es ist sehr ähnlich wie 98A Shore.

Wie verschiedene Extruder das Drucken von TPU beeinflussen

Ein Extruder ist eine wesentliche Komponente eines 3D-Druckers, die die Leistung des Drucks mit flexiblem Filament beeinflusst. Sie müssen verstehen, wie der Extruder funktioniert und wie Sie ihn optimieren können, damit der Druckprozess die bestmöglichen Ergebnisse erzielt.

Die Aufgabe eines flexiblen Filamentextruders besteht darin, das Filament zu extrudieren und an einer beheizten Düse zu schmelzen. Ein Extruder besteht aus drei identischen Komponenten: Antriebsrad, Schrittmotor und Leerlaufrolle. Extruder haben immer die gleichen Komponenten, kommen aber in verschiedenen Typen: Direktantrieb und Bowden. Der Unterschied zwischen den beiden liegt im Weg des Filaments und der Entfernung des Filaments, bevor es in eine beheizte Düse eintritt.

Im Vergleich zu Direktantrieb-Extrudern reist das Filament mit dem Bowden-System länger zur Düse, was die Geschwindigkeit des 3D-Drucks erhöht. Die Direktantrieb-Extruder sind eine bessere Wahl für den Druck mit flexiblen Filamenten, da sich der Extruder in einer besseren Position befindet und die Wahrscheinlichkeit geringer ist, dass der Druck fehlschlägt. Vergleicht man das Bowden-System, muss das Filament länger zur Düse reisen, was es wahrscheinlicher macht, dass die weicheren Filamente Schwierigkeiten haben, die richtige Form zu behalten.

Bowden-Extruder funktionieren gut mit starren Materialien wie ASA, PLA, ABS, PETG, Nylon, Carbon Fiber und anderen Filamenten.

Direktantrieb-Extruder sind extrem beliebt. Die Nutzung dieses Extruders bietet eine präzise Rückzugskontrolle, was einer der Hauptvorteile ist. Die Direktantriebsposition ist wichtig, um sicherzustellen, dass wir glatte und genaue 3D-Drucke erhalten, da sie die Entfernung zum Heizbett minimiert.

Direktantriebssysteme haben den Nachteil, dass sie mehr Gewicht auf die Portalachse legen, was bei höheren Geschwindigkeiten zu größerem Spiel und Vibrationen führen kann. Unabhängig davon druckt ein DDE-System, das auf einem 3D-Drucker-Gummi arbeitet, oft mit niedrigeren Geschwindigkeiten aufgrund der Einschränkungen der anderen Hardwarefunktionen und Baugruppen des Druckers.

Fazit

Flexible Filamente sind hauptsächlich wegen ihrer Eigenschaften und ihres gummiartigen Aussehens beliebt geworden. Beim Drucken von TPU-3D-Filamenten ist es wichtig, sich die Zeit zu nehmen, damit der 3D-Drucker langsam drucken kann. Möglicherweise benötigen Sie auch zusätzliches Klebeband oder Dimafix-Spray, um eine gute Haftung des Filaments auf dem Tisch zu gewährleisten. Kürzlich ist auch eine spezielle PEI-Platte auf den Markt gekommen, die eine Revolution unter den Platten darstellt. Das Filament haftet perfekt auf der PEI-Platte, aber wenn das Produkt abkühlt, können Sie es leicht ohne Werkzeuge entfernen. Wenn Sie fertig sind