2023 O material de impressão 3D mais flexível - TPU

Já se perguntou por que a tecnologia de impressão 3D está ganhando força e substituindo antigas tecnologias de fabricação tradicionais?

Se você tentar listar os motivos pelos quais essa transformação está acontecendo, a lista certamente começará com a personalização. As pessoas buscam personalização. Elas estão menos interessadas em padronização.

E é por causa dessa mudança no comportamento das pessoas e da capacidade da tecnologia de impressão 3D de satisfazer a necessidade das pessoas por personalização, por meio da customização, que ela consegue substituir as tecnologias de fabricação tradicionalmente baseadas em padronização.

A flexibilidade é um fator oculto por trás da busca das pessoas por personalização. E o fato de haver material de impressão 3D flexível disponível no mercado, permitindo que os usuários desenvolvam peças cada vez mais flexíveis e protótipos funcionais, é motivo de pura satisfação para alguns usuários.

Moda impressa em 3D e braços protéticos impressos em 3D são exemplos de aplicações em que a flexibilidade da impressão 3D deve ser apreciada.

A impressão 3D em borracha é uma área ainda em pesquisa e desenvolvimento. Mas, por enquanto, não temos tecnologia de impressão 3D em borracha; até que a borracha se torne totalmente imprimível, teremos que nos contentar com alternativas.

E, de acordo com pesquisas, as alternativas mais próximas à borracha são os chamados Elastômeros Termoplásticos. Existem quatro tipos diferentes de materiais flexíveis que examinaremos em detalhes neste artigo.

Esses materiais flexíveis para impressão 3D são chamados de TPU, TPC, TPA e PLA macio. Começaremos apresentando um breve resumo sobre os materiais flexíveis para impressão 3D em geral.

Qual é o filamento mais flexível?

Escolher filamentos flexíveis para seu próximo projeto de impressão 3D abrirá um mundo de possibilidades diferentes para suas impressões.

Não só você pode imprimir uma variedade de objetos diferentes com seu filamento flexível, mas também, se você tiver uma impressora com extrusora dupla ou múltipla, você pode imprimir coisas incríveis usando esse material.

Peças e protótipos funcionais, como chinelos personalizados, bolas antiestresse ou simplesmente amortecedores de vibração, podem ser impressos em sua impressora.

Se você estiver determinado a usar o filamento Flexi na impressão de seus objetos, certamente conseguirá tornar sua imaginação o mais próxima possível da realidade.

Com tantas opções disponíveis hoje neste campo, seria difícil imaginar o tempo que já passou no campo da impressão 3D sem a existência deste material de impressão.

Para os usuários, imprimir com filamentos flexíveis, naquela época, era um verdadeiro problema. A dificuldade se devia a muitos fatores que giravam em torno de um fato comum: esses materiais são muito macios.

A maciez do material flexível de impressão 3D tornava arriscado imprimi-lo em qualquer impressora; em vez disso, você precisava de algo realmente confiável.

A maioria das impressoras naquela época enfrentava o problema do efeito corda de empurrar, então sempre que você empurrava algo sem nenhuma rigidez através de um bico, ele entortava, torcia e lutava contra ele.

Qualquer pessoa familiarizada com a técnica de despejar linha de uma agulha para costurar qualquer tipo de tecido pode se identificar com esse fenômeno.

Além do problema do efeito de empurrão, fabricar filamentos mais macios, como o TPE, era uma tarefa muito hercúlea, especialmente com boas tolerâncias.

Se você considerar baixa tolerância e começar a fabricar, há chances de que o filamento que você fabricou precise passar por um processo de detalhamento, obstrução e extrusão inadequados.

Mas as coisas mudaram. Atualmente, existe uma gama de filamentos macios, alguns deles com propriedades elásticas e níveis variados de maciez. PLA macio, TPU e TPE são alguns exemplos.

Dureza Shore

Este é um critério comum que você pode ver em fabricantes de filamentos mencionados junto com o nome do seu material de impressão 3D.

A dureza Shore é definida como a medida de resistência que cada material tem à indentação.

Essa escala foi inventada no passado, quando as pessoas não tinham referência ao falar sobre a dureza de qualquer material.

Então, antes da dureza Shore ser inventada, as pessoas tinham que usar suas experiências com outras pessoas para explicar a dureza de qualquer material com o qual tivessem feito experimentos, em vez de mencionar um número.

Essa escala se torna um fator importante ao considerar qual material de molde escolher para a fabricação de uma parte de um protótipo funcional.

Assim, por exemplo, quando você deseja escolher entre duas borrachas para fazer um molde de uma bailarina de gesso em pé, a dureza Shore lhe diria para ter uma borracha de dureza curta de 70 A, que é menos útil do que uma borracha com dureza Shore de 30 A.

Normalmente, ao lidar com filamentos, você saberá que a dureza Shore recomendada para um material flexível varia de 100 A a 75 A.

Onde, obviamente, o material de impressão 3D flexível que tem uma dureza Shore de 100A seria mais duro do que aquele que tem 75A.

O que considerar ao comprar um filamento flexível?

Há vários fatores a considerar ao comprar qualquer filamento, não apenas os flexíveis.

Você deve começar de um ponto central que seja o mais importante para você, algo como a qualidade do material que resultará em uma parte bonita de um protótipo funcional.

Então você deve pensar sobre confiabilidade na cadeia de suprimentos, ou seja, o material que você usa uma vez para impressão 3D deve estar continuamente disponível, caso contrário, você acabará usando qualquer quantidade limitada de material de impressão 3D.

Depois de considerar esses fatores, você deve pensar em alta elasticidade e ampla variedade de cores. Pois nem todo material flexível para impressão 3D estará disponível na cor que você deseja.

Depois de considerar todos esses fatores, você pode levar em conta o atendimento ao cliente e o preço da empresa em comparação com outras empresas do mercado.

Agora listaremos alguns dos materiais que você pode escolher para imprimir uma peça flexível ou um protótipo funcional.

Lista de materiais flexíveis para impressão 3D

Todos os materiais mencionados abaixo possuem algumas características básicas, como flexibilidade e maciez por natureza. Possuem excelente resistência à fadiga e boas propriedades elétricas.

Possuem extraordinário amortecimento de vibrações e resistência a impactos. Esses materiais demonstram resistência a produtos químicos e intempéries, além de boa resistência a rasgos e abrasão.

Todos eles são recicláveis ​​e têm uma boa capacidade de absorção de choque.

Pré-requisitos da impressora para impressão com materiais de impressão 3D flexíveis

Existem alguns padrões que você deve definir para sua impressora antes de imprimir com esses materiais.

A faixa de temperatura da extrusora da sua impressora deve estar entre 210 e 260 graus Celsius, enquanto a faixa de temperatura da mesa deve variar da temperatura ambiente até 110 graus Celsius, dependendo da temperatura de transição vítrea do material que você deseja imprimir.

A velocidade de impressão recomendada ao imprimir com materiais flexíveis pode variar de cinco milímetros por segundo a trinta milímetros por segundo.

O sistema extrusor da sua impressora 3D deve ter acionamento direto e é recomendável ter um ventilador de resfriamento para um pós-processamento mais rápido das peças e protótipos funcionais que você fabrica.

Desafios ao imprimir com esses materiais

É claro que há alguns pontos que você precisa ter cuidado antes de imprimir com esses materiais, com base nas dificuldades enfrentadas pelos usuários anteriormente.

-Elastômeros termoplásticos são conhecidos por serem mal manuseados pelas extrusoras da impressora.
-Eles absorvem umidade, então espere que sua impressão aumente de tamanho se o filamento não for armazenado corretamente.
-Elastômeros termoplásticos são sensíveis a movimentos rápidos, por isso podem entortar quando empurrados pela extrusora.

TPU

TPU significa poliuretano termoplástico. É muito popular no mercado, portanto, ao comprar filamentos flexíveis, é bem provável que você encontre esse material com mais frequência do que outros filamentos.

É famoso no mercado por apresentar maior rigidez e facilidade de extrusão do que outros filamentos.

Este material possui boa resistência e alta durabilidade, além de alta elasticidade, na ordem de 600 a 700%.

A dureza Shore deste material varia de 60 A a 55 D. Possui excelente printabilidade e é semitransparente.

Sua resistência química à gordura natural e aos óleos o torna mais adequado para uso em impressoras 3D. Este material possui alta resistência à abrasão.

É recomendável manter a temperatura da impressora entre 210 e 230 graus Celsius e a temperatura da mesa entre 60 graus Celsius e 210 graus Celsius ao imprimir com TPU.

A velocidade de impressão, como mencionado acima, deve ficar entre cinco e trinta milímetros por segundo, enquanto para adesão à cama é aconselhável usar uma fita Kapton ou fita crepe.

A extrusora deve ter acionamento direto e o ventilador de resfriamento não é recomendado, pelo menos para as primeiras camadas desta impressora.

TPC

Eles significam copoliéster termoplástico. Quimicamente, são ésteres de poliéter que apresentam uma sequência de comprimento aleatório alternado de glicóis de cadeia longa ou curta.

Os segmentos duros desta parte são unidades de éster de cadeia curta, enquanto os segmentos moles são geralmente poliéteres alifáticos e poliésteres glicóis.

Como esse material flexível de impressão 3D é considerado um material de nível de engenharia, não é algo que você vê com tanta frequência quanto o TPU.

O TPC tem baixa densidade, com faixa elástica de 300% a 350%. Sua dureza Shore varia de 40 a 72 D.

O TPC apresenta boa resistência a produtos químicos e alta resistência, com boa estabilidade térmica e resistência à temperatura.

Ao imprimir com TPC, é recomendável manter a temperatura na faixa de 220 a 260 graus Celsius, a temperatura da cama na faixa de 90 a 110 graus Celsius e a velocidade de impressão na mesma faixa do TPU.

TPA

O copolímero químico de TPE e Nylon, chamado Poliamida Termoplástica, é uma combinação de textura suave e brilhante proveniente do Nylon e da flexibilidade que é uma vantagem do TPE.

Possui alta flexibilidade e elasticidade na faixa de 370 e 497 por cento, com dureza Shore na faixa de 75 e 63 A.

É excepcionalmente durável e apresenta imprimibilidade no mesmo nível do TPC. Possui boa resistência ao calor e boa adesão de camadas.

A temperatura da extrusora da impressora durante a impressão deste material deve estar na faixa de 220 a 230 graus Celsius, enquanto a temperatura da cama deve estar na faixa de 30 a 60 graus Celsius.

A velocidade de impressão da sua impressora pode ser a mesma recomendada para impressão em TPU e TPC.

A adesão do leito da impressora deve ser baseada em PVA e o sistema extrusor pode ser de acionamento direto ou Bowden.