Der Leitfaden für den 3D-Druck von TPU
Thermoplastisches Polyurethan (TPU) ist ein vielseitiges und wertvolles Material für die Herstellung flexibler, haltbarer Teile.
Dieser Leitfaden soll Ingenieuren und Designern ein umfassendes Verständnis von TPU vermitteln und ihnen zeigen, wie sie es erfolgreich in 3D-Druckprojekten einsetzen können.
Was ist TPU?
TPU ist ein flexibles und elastisches Material, das in seinen Eigenschaften zwischen Gummi und Kunststoff liegt.
Es handelt sich um ein Blockcopolymer, das aus harten und weichen Segmenten besteht, die ihm eine einzigartige Kombination aus Flexibilität und Zähigkeit verleihen. Die harten Segmente sorgen für Festigkeit und strukturelle Integrität, während die weichen Segmente zu seiner Flexibilität und Elastizität beitragen.
Dieses Material wird in der Regel mit dem Multi Jet Fusion Herstellungsmethode. MJF verwendet ein feines Pulver und Schmelzmittel, um Teile mit ausgezeichneten Details und hoher Festigkeit herzustellen. Es eignet sich besonders für die Herstellung von TPU-Teilen, die feine Details, eine gute Oberflächengüte und gleichmäßige mechanische Eigenschaften erfordern.
| Eigentum | Einheit | Wert | Norm |
|---|---|---|---|
| THERMISCHE EIGENSCHAFTEN | |||
| Vicat-Enthärtungstemperatur | °C | 84-96 | ISO 306 |
| MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN | |||
| Zugfestigkeit | MPa | 7-9 | DIN 53504 |
| Zugwiderstand | MPa | 75-85 | ISO 527 |
| Charpy-Kerbschlagzähigkeit | kJ/m² | Keine Pause | ISO 179-1 |
| Biegemodus | MPa | 75 | ISO 178 |
| Shore-Härte | A | 88-90 | ISO 7619-1 |
| Dehnung beim Bruch | % | 150-280 | DIN 53504 |
| PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN | |||
| Dichte | g/cm³ | 1.10 | – |
| TOLERANZEN | |||
| Erreichbare Teilegenauigkeit | +/- 1,5 mm für Teile bis zu 100 mm, +/- 2% für Teile über 100 mm | ||
| Min. Wanddicke | mm | 1.0 | – |
Allgemeine TPU-Anwendungen
TPU ist in verschiedenen Branchen weit verbreitet, z. B. in der Automobilindustrie, der Unterhaltungselektronik, der Medizintechnik und der Schuhindustrie.
Zu den üblichen Anwendungen gehören Telefongehäuse, Dichtungen, Dichtungsringe, Schuhsohlen und flexible Gelenke in der Robotik. Seine Vielseitigkeit macht es zu einer beliebten Wahl für langlebige und flexible Teile.
Einige der Gründe für seine Beliebtheit sind:
- Flexibilität und Elastizität
- Hohe Verschleiß- und Abriebfestigkeit:
- Chemische Beständigkeit
- Gute Tragfähigkeit und Schlagzähigkeit
Nachbearbeitungstechniken für TPU
Oberflächenbehandlung: Techniken wie Schleifen, Polieren und Trowalisieren können helfen, die gewünschte Oberflächenglätte zu erreichen. Diese Verfahren sind für die Verbesserung der Aerodynamik und die Verringerung der Reibung bei Teilen wie Drohnengehäusen oder Automobilkomponenten unerlässlich.
Anstriche und Beschichtungen: Das Auftragen von Schutz- und ästhetischen Beschichtungen erhöht die Haltbarkeit und das Aussehen von 3D-gedruckten TPU-Teilen. Die Beschichtungen können auch zusätzliche chemische Beständigkeit und UV-Schutz bieten, so dass sie für Außenanwendungen geeignet sind.
Wärmebehandlung: Glühen und andere Wärmebehandlungen können die mechanischen Eigenschaften von TPU-Teilen verbessern, z. B. ihre Festigkeit und Flexibilität erhöhen. Eine kontrollierte Erwärmung kann auch innere Spannungen reduzieren und die Dimensionsstabilität verbessern.
Bearbeitung und Beschnitt: Bei Anwendungen, die genaue Toleranzen erfordern, können zusätzliche Bearbeitungen und Beschneidungen notwendig sein. Dadurch wird sichergestellt, dass die Teile richtig zusammenpassen und den spezifischen Konstruktionsanforderungen entsprechen.
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