TPU新应用——3D打印耗材

时间：2021-03-11

TPU 用于3D打印耗材综述

一、TPU用于3D打印耗材的优势
1. TPU 所特有的熔融特性可以带来优异的层间结合力。它们兼具高耐磨性和高弹性，硬度范围广，涵盖 Shore 60A 到 Shore 75D 级别。高伸长率、**的韧性、出众的耐用性。可打印大型、精确、实用、复杂的弹性体零件。具有真正可溶性支撑材料、适用于较易使用的快速原型 制作3D打印机的弹性体材料。具有柔韧性强：TPU弹性模量通常在10~1000Mpa，其制品具有很好柔韧性及回弹能力，可以随意弯折、变形。
2、机械强度高：TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能**，其中聚酯型TPU比聚醚型TPU机械强度高。
3、硬度范围广：TPU在Shore A 60~Shore D 80的硬度范围内具有高弹性。通常改变TPU各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品。TPU硬度通常用邵尔A(Shore A)和邵尔D(shore D)硬度计测定，邵尔A用于比较软的TPU，邵尔D用于较硬的TPU。硬度增加，其产品仍保持良好的弹性和耐磨性。硬度越低，对3D打印机的要求越高。
4、温度耐受范围宽：TPU在很宽的温度范围内-40~120℃的区间内，都具有较佳的柔韧性，*增塑剂。其中耐寒性尤为**：TPU的玻璃态转变温度比较低，在零下35度仍保持良好的弹性、柔顺性和其他物理性能。
5、耐油性、耐候性：TPU对油类(矿物油，动植物油脂和润滑油)和许多溶剂有良好的抵抗能力。此外，TPU还有良好的耐天候性，较优的耐高能射线性能。

二、TPU 3D打印材料的难点 
1.成品: 
难以后期制作，不易包胶住某些材质的零件，如金属、PP、PE、尼龙等，比一些塑料材料更少变化。
2.制造工艺: 
工艺难度高，线材直径公差要求严格，打印中膨胀控制难，高打印温度。

三、TPU用于3D打印耗材的注意事项
1、耗材存储：每次运用完后，刺进料盘的两个孔里边，防止线材缠线、打结；再选用塑料袋密封，存放在阴凉枯燥的当地，防止受潮，影响打印质量；
    2、模型约束：TPU耗材不适合打印过高的模型，**部简单摇晃；
    3、电扇操控：打印过程中切忌用电扇直接吹模型散热；
    4、适用机型：耗材自身有弹性，对机器送线结构要求较高。一般1.75mm的TPU耗材，主张选用近程挤出的FDM机型。
5、TPU材料硬度选高的，95A这种，速度不要太快，60不行换40。
6、耗材存储：每次使用完后，插入料盘的两个孔里面，避免线材缠线、打结；再采用塑料袋密封，存放在阴凉干燥的地方，避免受潮，影响打印质量；
7、模型限制：TPU耗材不适合打印过高的模型，**部容易摇摆；
8、风扇控制：打印过程中切忌用风扇直接吹模型散热；
9、适用机型：耗材本身有弹性，对机器送线结构要求较高。通常1.75mm的TPU耗材，建议选用近程挤出的FDM机型。
温度低一点，210-200都可以。

四、3D打印耗材其他塑胶原料的选材
3D打印线材主要使用的塑胶原料有PETG、**、PBAT、TPU和增韧接枝聚合物和一些塑胶助剂。对这些塑胶原料规格的选择需遵循以下几个原则。
    1、工艺要求。首先3D打印耗材有两道工艺，首先是类似于电线电缆的单螺杆挤出成型工艺把胶粒制成线材。然后是用3D打印挤出机将线材打印为成品。很显然，这对塑胶粒子的熔融指数要求很高，熔融指数越稳定，线材的直径公差越小，3D打印成品的良率越高。
2、性能要求。对硬质塑胶原料要求更多是韧性，不要发脆，这就需要合适的核壳体系的增韧剂或者弹性增韧接枝物，来提高成品的韧性。而对TPU原料的要求有两点，TPU本身都有很高的韧性，但 TPU有黄变特性，着色性也比硬胶差，这一点要注意。另外，TPU的熔融粘度和熔体强度非常关键，要取根据自身设备工艺等条件取一个较佳平衡点从而选择合适规格的TPU。
3、辅助设备。3D打印行业对于精度要求很高，而塑胶原料都有或高或低的吸湿性，而一旦原料中水分过高，线材内部就有气泡，且线径公差就变大，打印的成品就会引入缺陷。故此，加工3D打印线材的厂商需将原料彻底烘干，一台给力的除湿干燥机较为必要！ 运输和储存的过程中，尽量提高密封性。

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