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3D打印線材TPU常見問題

魔猴君  知識堂   55天前

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SLS打印TPU

MJF工藝惠普彈性TPU

在本文中,魔猴網將和大家一起看一種特殊的3D打印材料:柔性長絲—熱塑性聚氨酯(通常稱為TPU)。主要了解這種材料的特性、主要應用、TPU打印部件的優缺點以及用它打印的理想3D模型。

本文還將介紹使用TPU打印時可能遇到的主要問題及其解決方法。

1、什么是TPU?


PU只需修改其打印參數即可提供多功能性?。▉碓矗篈lejandro Benítez通過All3DP;模型:MatterHackers)

TPU是FDM打印機最常見的3D打印材料之一。作為一種柔性材料,它以彈性、減震性、耐熱和耐化學性而聞名。此外,它是最耐用的材料之一,并且比PLA和PETG等剛性材料具有更大的層粘合性。這些獨特的特性使其非常適合廣泛的應用。

TPU和其他柔性長絲通常通過其抗變形能力來定義,即其肖氏硬度。肖氏硬度范圍為0至100。數字越大,材料越硬,因此柔性越差。

TPU的硬度通常在85A到95A之間,是柔性細絲中最堅硬的一種。數字旁邊的字母表示塑料的類型。肖氏A級硬度用于軟橡膠、彈性體和天然橡膠。

處理TPU時要記住的另一個方面是其吸濕性,這意味著它會從環境中吸收大量水分。為了解決這個問題,您可以使用干燥箱,加熱細絲以除濕并準備打印。

2、應用


一點緩沖墊可能會很有用(來源:BCN3D)

眾所周知,TPU打印部件往往具有彈性、柔韌性和回彈性。根據應用情況,這些特性可能成為優勢或劣勢。最適合TPU的部件是那些應承受惡劣環境或預計會暴露于持續壓力或拉伸條件下的部件。

例如,TPU打印的儀表(一種在執行制造任務時有用的定位工具)可受益于TPU的彈性。通過修改填充密度,您可以改變部件的剛度,使其成為一種動態工具。日產利用了這一特性,并實施了擋風玻璃定心儀表裝置,用于確保汽車支柱之一與擋風玻璃之間的正確距離。

然而,TPU的彈性并不適合所有用例。例如,日產在制造過程中還使用下鉆定位工具,并向操作員指示鉆頭的位置。該工具需要剛性材料,以避免由于打印部件的彎曲或扭轉而導致錯位。

3、TPU的問題


你需要運行多次迭代才能找到適合你的打印機的設置(來源:Lucas Flies Rockets)

使用TPU進行打印肯定比使用PLA進行打印更棘手。雖然翹曲不是與TPU相關的常見問題,但當您開始使用這種材料進行打印時,可能會(并且將會出現)出現其他復雜情況,包括堵塞、拉絲和擠出不足等(我們將在下文中詳細介紹這些問題)。其中一些問題與打印機的物理配置有關,而擠出機和熱端是造成這些問題的主要部件。

此外,TPU的打印設置非常特殊,必須在切片軟件中修改這些設置才能成功打印這種材料。其中一些設置比其他設置更明顯,例如打印溫度和打印速度,而其他設置則不太常見,例如回縮距離和回縮速度。事實上,這可能是你第一次聽說它們。

常見打印問題


使用TPU打印時,拉線將是你打贏的第一場戰役(來源:bmc3d通過Prusa研究論壇)

修改切片機中TPU配置文件的設置后,您仍需要測試它們。在測試過程中,請注意打印質量。打印過程中可能會出現一些問題。我們總結了最常見的問題,并將為您提供一些克服這些問題的技巧。

穿線

當打印頭移動到下一個打印位置時,如果在非打印時刻噴嘴中有熔融材料,就會發生拉絲現象。它由打印件上留下的細小拉絲組成,打印完成后很難去除。

造成此問題的主要原因是,在移動到下一個打印位置之前,擠出機中的細絲回縮不夠。只需簡單調整回縮速度和距離即可解決問題。但是,如果您使用的是帶有Bowden擠出機的打印機,而不是帶有直接擠出機的打印機,則這可能更難實現。

堵塞

由于TPU是一種比PLA或PETG更脆弱的材料,因此更容易發生堵塞。無論是部分堵塞還是完全堵塞,都會影響打印質量。堵塞的發生是因為材料卡在噴嘴或熱端,而這種情況的發生可能由多種原因引起。一個簡單的解決方案就是所謂的“冷拉”。如果發生更嚴重、更難清除的堵塞,您可能需要選擇更換新的噴嘴。

許多打印問題與溫度有關,尤其是TPU(來源:heiko-2通過Prusa研究論壇)

擠壓不足

擠出不足是使用TPU打印時最常見的問題之一。其特點是打印層之間有間隙。雖然最簡單的證據可以在打印的后期階段發現,但您不必等到打印完成或進行到相當長一段時間后才發現這個問題:噴嘴中的咔嗒聲就是一個跡象。

雖然擠出不足的原因有很多,但對于TPU,您需要特別注意吸濕性。正如我們上面提到的,吸濕性材料是指那些傾向于從環境中吸收濕氣的材料。這意味著細絲中的微小水泡在通過噴嘴時會蒸發,從而在打印件中留下間隙。為了解決這個問題,請確保在使用前將細絲干燥,然后將其存放在真空密封袋中。

痘痘和粉刺

這是打印時過多材料通過噴嘴的后果,也稱為過度擠出。發生這種情況的主要原因是熱端溫度過高。如果您遇到此問題,請嘗試以5°C的遞減量降低溫度。

打印溫度塔可以幫助您找到所用燈絲的合適溫度。此測試打印還可以幫助您調整打印設置以避免出現拉絲現象。

4、打印移除和后處理


您需要一把刮刀來安全地從底板上取下打印部件(來源:eirawyn via Reddit)

正如我們之前所說,使用TPU獲得良好的第一層并不像打印完成后將其從板上分離那么困難??梢允褂萌嵝云?,但這取決于最終部件的剛度。薄部件(如智能手機外殼)更靈活,可以輕松從剛性板上取下。

另一方面,較硬的部件表現得更像剛性部件,從剛性板上取下它們會更困難。能夠彎曲板材可以幫助開始移除部件,但您可能需要刮刀才能成功移除TPU打印部件。

至于后處理,TPU是一種不需要任何額外處理的材料。PLA和ABS等細絲可以使用不同的技術進行平滑處理,但TPU用途不大。但是,您可以為TPU打印件涂漆,但必須小心使用正確類型的油漆,一種專為柔性材料設計的油漆。這種特定類型的油漆應隨著部件彎曲而彎曲,而不會開裂。

另一個后處理步驟是使用熱風槍輕松去除最終打印件上的細絲。您可能想用吹風機代替熱風槍。但是,吹風機不能熔化塑料,因此您可能需要多次吹干,而且即使這樣,也可能無法達到去除所有細絲所需的溫度。



編譯整理:ALL3DP

   

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