Hogyan nyomtassunk rugalmas szálakat

A TPU-szálak lényegében gumiszerű tulajdonságokkal rendelkező műanyagok, amelyek rendkívül rugalmasak és tartósak. Rugalmas szálak általában háztartási készülékek, játékok, telefontokok, viselhető eszközök, például karszalagok, autóalkatrészek és orvosi eszközök gyártására használják. Ha valami olyasmit szeretne 3d nyomtatni, aminek hajlítania, nyújtania vagy összenyomnia kell, akkor ez a TPU 3D nyomtatószál megfelel a feladatnak.

A tervezők és mérnökök nap mint nap kihasználják a rugalmas szálak rugalmasságát, és rugalmas formák és prototípus-előkészítő eszközök létrehozására használják őket. A TPU-szálak és más rugalmas anyagok nyomtatása ijesztő lehet egy új 3D nyomtató számára felhasználó számára, mivel nem olyan egyszerű a használatuk, mint más szálaké. A megfelelő utasításokkal bárki elérheti a kívánt eredményt, ezért tippeket készítettünk a TPU-szálak nyomtatásához.

Mik azok a rugalmas szálak?

Rugalmas szálak a merev műanyag és a gumi tulajdonságait ötvöző anyagok. A keveréket termoplasztikus elasztomernek (TPE) nevezik. Ezek a gumiszerű termoplasztikus elasztomerek a gumi viselkedéséhez hasonlóan csavarhatók és nyújthatók anélkül, hogy nagymértékben törnének.

Egyes rugalmas szálak rugalmasabbak, mint mások, és mind különböző fajtákban kaphatók. A legnépszerűbb a hőre lágyuló poliuretán (TPU). A TPU-szál valamivel merevebb, ami jó tulajdonság a 3D nyomtatásban, mert ez azt jelenti, hogy könnyebb 3D nyomtatni. Emellett egy kicsit tartósabb is, és jobban megőrzi rugalmasságát a hidegben. A TPU filament kopásállósága 20%-kal jobb, mint a ABS-szálhoz képest és 70%-kal jobb, mint a PLA-szálnál.

A rugalmas szálak előnyei és hátrányai

Előnyök

• Kiváló rugalmasság – Ideális azok számára, akiknek hajlítható, nyújtható és manőverezhető szálra van szükségük.
• Ütésállóság – A rugalmas szálakból nyomtatott termékeket általában nem befolyásolják jelentős ütések.
• A rezgések csökkennek – A gumiszerű tulajdonságokkal rendelkező anyagok csillapítják a rezgéseket, így hasznosak ipari vagy mechanikai alkatrészeknél.

Hátrányok

• A nyomtatás nehezebb. Egy kis időbe telik, amíg megszokja a TPU-szál jellemzőit, ha Ön PLA-szálhoz van szokva. Hajlamosak a zsinórozásra, ami megnehezíti az esztétikus nyomatokat. A túlnyúlásokat látszólag nehéz zökkenőmentesen integrálni.
• Elnyeli a nedvességet – a szál rendkívül higroszkópos; nagyon fontos, hogy szárítsuk meg egy szálszárítóval minden használat előtt.
• Utófeldolgozás. A TPU-val készült nyomatok általában kevesebb utófeldolgozási lehetőséget kínálnak.

Közös rugalmas szálak alkalmazása

A TPU anyagok sokféleképpen felhasználhatók. Ezek közé tartoznak;

• Illesztési tesztelés és funkcionális prototípusok készítése. A rugalmas tulajdonságokkal tervezett alkatrészek vagy termékek a valós életben is tesztelhetők a rugalmasság szempontjából.
• Egyedi eszközök. Lehetőség van hajlékony szálakkal ellátott, képlékeny alkatrészeket tartalmazó szerszámok létrehozására, például megfogó alkatrészek vagy fogantyúk.
• Végfelhasználásra tervezve. Több alkatrész rendszeresen vagy pótalkatrészként használható gumiszerű tulajdonságaiknak köszönhetően. Annak érdekében, hogy a gépek ne károsítsák az árukat a gyártósorokon, az olyan anyagok, mint a TPU, puhább érintkezési pontokat biztosítanak.

Tippek a TPU szálakkal való nyomtatáshoz

• Mivel számos rugalmas anyag van forgalomban, fontos, hogy ellenőrizze a gyártó által ajánlott beállításokat.
• Ha rugalmas szálakkal nyomtat, gyakran a lassú adagolási sebesség a legjobb. Mivel az anyag rugalmas, a nyomtatási sebesség hirtelen változása a darab irányíthatatlanná válását okozhatja. A filament a nyomtatási sebesség növekedésekor összenyomódhat, ami elakadásokhoz vezethet. Ezért a 25- 35 mm/s egy jó kiindulási pont.
• A TPU rugalmassága és rugalmassága miatt rendkívül érzékeny az olyan mozgásokra, mint a behúzások. Emiatt a behúzási beállítások a TPU szálak optimalizálni kell, hogy korlátozzák a mozgásokat a 3D nyomtatásban. Javasoljuk, hogy a behúzást teljesen kapcsolja ki.
• Ha nincs közvetlen meghajtású extrudere, javasoljuk, hogy a 98A keménységű TPU-szálat használja.
• A TPU szálak minden egyes használata előtt először szárítsa meg őket egy szálszárítóval.

A leggyakoribb hibák, amelyek a TPU szálak 3D nyomtatásakor előfordulnak

• Nincs elegendő tapadás a forró szál első rétegei és a nyomtató ágya között. Ez egy deformált alakú 3D terméket eredményezhet. Javasoljuk, hogy használjon Dimafix spray vagy ha van erre lehetőség a nyomtatója számára, akkor használjon PEI-lemezt.
• Ha a fonal nem extrudálható megfelelően az Ön 3D nyomtatóból. Ez akkor fordulhat elő, ha a fúvóka teljesen leállítja a folyamatot, vagy az adagolási sebesség ingadozik. Ha a nyomtatója Bowden-típusú extruderrel rendelkezik, jobb, ha keményebb TPU-szálakat használ (például 98A), és kikapcsolja a visszahúzást.
• A fonalat használat előtt nem szárították meg. Rugalmas szálak nagyon érzékenyek a nedvességre, ezért nagyon fontos, hogy mindig olyan helyen tároljuk őket, ahol nincs nedvesség, lehetőleg műanyag dobozban vagy nejlonban. Minden egyes használat előtt a TPU-szálat is meg kell szárítani egy szálszárítóban.

Azurefilms TPU/Flexibilis szálak

Az Azure Films TPU kétféle típusban kapható: Flexible Filament Hardness 95A Shore és Flexible Filament Hardness 85A Shore. Ezeket a rugalmas szálakat Szlovéniában gyártják, és különböző méretekben kaphatók.

Az Azurefilm szálak erős, rugalmas és strapabíró tulajdonságai miatt kiváló választás a nagyobb szilárdságot igénylő rugalmas fóliás alkalmazásokhoz. A vinillel ellentétben nem tartalmaz lágyítószereket, így nem válik törékennyé, és nem veszít teljesítményéből idővel.

Az Azure Film TPU-k kiválóan ellenállnak az olajjal, zsírral, kenőanyagokkal és üzemanyagokkal szemben, valamint kiválóan ellenállnak a hidrolízisnek.

Az Azure filamentek rugalmassága megkülönbözteti őket más anyagoktól. Az anyag Shore-értéke a behúzással szembeni ellenállás és a rugalmasság mércéje. A rugalmas anyagok durométerének leírására általában a Shore A vagy Shore D értékeket használják. A 3D nyomtatásban használt rugalmas filamenteket a Shore A skálán mérik, míg a keményebb gumikat a Shore D skálán. A Shore A lágyabb, rugalmasabb, és mindent biztosít, ami a 3d készítők igényeinek kielégítéséhez szükséges. A Shore D keményebb, és könnyebb is a 3D nyomtatásban. Keménységi foka enyhíti a hiányosságait, így ideális a rugalmas filamentum nyomtatás bevezetéséhez. Nagyon hasonlít a 98A shore-hoz.

Hogyan befolyásolják a különböző extruderek a TPU nyomtatását?

Az extruder a 3D nyomtató alapvető eleme, amely befolyásolja a rugalmas szálak nyomtatásának teljesítményét. Meg kell értenie, hogyan működik az extruder, és hogyan tudja optimalizálni, hogy a nyomtatási folyamat a lehető legjobb eredményeket érje el.

A rugalmas szál extruder feladata az extrudálandó és megolvasztandó szálnak egy fűtött fúvókán történő kinyomása. Az extruder három azonos alkatrészből áll: meghajtómű, léptetőmotor és üresjárat. Az extruderekben mindig ugyanazok az alkatrészek vannak, de különböző típusok léteznek: Közvetlen meghajtású és bowdenes. A szál útja és a szálnak a fűtött fúvókába való belépése előtti távolsága az, ami a kettő között a különbséget jelenti.

A Direct-drive extruderekkel összehasonlítva a Bowden-rendszerrel a szál hosszabb utat tesz meg a fúvókáig, ami növeli a 3D nyomtatás sebességét. A direkt meghajtású extruder jobb választás a rugalmas filamentekkel történő nyomtatáshoz, mivel az extruder elhelyezkedése jobb helyen van, és kisebb az esélye annak, hogy a nyomtatás elromlik. Ha a Bowden-rendszert hasonlítjuk össze, a filamentnek hosszabb utat kell megtennie a fúvókáig, így valószínűbb, hogy a lágyabb filamenteknek gondot okoz a megfelelő forma megtartása.

A Bowden extruder tehát jól működik merev anyagok, például a következők esetében ASA, PLA, ABS, PETG, Nylon, Szénszálas, és más szálak.

Közvetlen meghajtás extruder rendkívül népszerűek. Ennek az extrudernek a használata pontos visszahúzásvezérlést biztosít, ami az egyik fő előnye. A közvetlen meghajtási pozíció fontos ahhoz, hogy sima és pontos 3D nyomatokat kapjunk, mivel minimálisra csökkenti a forrasztópadhoz való távolságot.

A közvetlen meghajtású rendszerek hátránya, hogy nagyobb súlyt helyeznek a portálra, ami gyorsabb sebességnél nagyobb holtjátékot és rezgéseket okozhat. Ettől függetlenül a 3D nyomtató gumiján működő DDE rendszer gyakran alacsonyabb sebességgel nyomtat a nyomtató egyéb hardverfunkcióinak és szerelvényeinek korlátai miatt.

Hogyan nyomtassunk TPU rugalmas filamentumot Ender 3/ Ender 3 pro/ Ender 3 v2 segítségével?

Általában a TPU nyomtatása Ender 3 PRO vagy a Ender 3 V2 az Ender 3 extruderével és a szál meghajlásának lehetőségével kapcsolatos vitákhoz vezetett, miután a szál áthalad a hideg rész fogazott fogaskerekén. Mivel a rugalmas filamentum elhajlása megnehezíti az extruder motorjának a filamentum mozgásának helyes átvitelét.

A közvetlen meghajtású extruder használata erősen ajánlott, ha lágyabb filamentumot szeretne 3D nyomtatni. Azonban Bowden extruderrel is lehetséges kielégítő minőségű modelleket készíteni, ha az Ender 3 (Pro/V2) megfelelő beállításokkal és kalibrációkkal rendelkezik. A beállítások optimalizálása érdekében mindig kezdje egy kisebb projekttel, mielőtt nagyobb projektre lépne.

Megakadályozhatja, hogy a szál meghajoljon az extruderben, ha 3D nyomtatóját teljes fém extruderre fejleszti. Ha a Thingiverse-ből szeretné frissíteni az extruderét, ez egy olcsóbb megoldás.

A közvetlen meghajtású rendszerek az extruderek másik népszerű fejlesztése. Mivel a bowdencsövek kikerültek az Ender 3-ból, az Ender 3 (Pro) sokkal pontosabban képes rugalmas szálakat, például TPU-t nyomtatni. A rugalmas anyagokat használó 3D modellek nyomtatása nagyobb valószínűséggel sikerül, mivel a szálak útja rövidebb és a vonóerő nagyobb. Magasabb hőmérsékletet is elérhetünk a PTFE-cső kiiktatásával és egy teljesen fémből készült forróvég használatával.

Következtetés

A rugalmas szálak elsősorban tulajdonságaik és gumiszerű megjelenésük miatt váltak népszerűvé. TPU 3D-s szálak nyomtatásakor fontos, hogy időt szánjon arra, hogy a 3D nyomtató lassan nyomtasson. Szükség lehet további ragasztószalagra vagy Dimafix spray-re is, hogy a filament jól tapadjon az asztalhoz. A közelmúltban egy speciális PEI lemez is megjelent a piacon, amely forradalmat jelent a lemezek között. A filament tökéletesen tapad a PEI lemezre, de ha a termék lehűlt, szerszámok nélkül könnyen eltávolítható. Amikor befejezi

Ha szeretné elkezdeni a 85A keménységű rugalmas filamentum nyomtatását, és kíváncsi arra, hogy melyik 3D nyomtató rendelkezik közvetlen meghajtású extruderrel, kiválóan alkalmas otthoni használatra vagy kisebb vállalkozások számára, akkor javasoljuk, hogy nézze meg a következőket Ender 3 S1 és a weboldalt. Ender 3 S1 PRO.