¿Qué es el filamento de TPU? La guía básica y útil.

El TPU es uno de los filamentos de impresión 3D flexibles más populares del mercado.

El poliuretano termoplástico, o TPU, se origina a partir de una clase de plásticos de poliuretano con características importantes como alta elasticidad, transparencia y resistencia a la abrasión, al aceite y a la grasa.

Se destaca de otros materiales de filamento debido a su naturaleza extremadamente flexible. Los TPU están hechos de elastómeros termoplásticos, pero es mejor separarlos de ácidos, solventes y combustibles, ya que pueden afectar las propiedades de los materiales del filamento.

¿Qué es el filamento de TPU?

El poliuretano termoplástico (TPU) es una forma común de polímero elástico o elastómero que se utiliza en cualquier impresora 3D debidamente equipada.

En comparación con los muchos tipos de filamentos 3D flexibles, el filamento de TPU es más rígido, lo que facilita su extrusión y uso. Es un material de filamento de resistencia media con una durabilidad y flexibilidad muy altas y puede soportar fuerzas de compresión y tracción mucho más altas que sus equivalentes comunes PLA y ABS.

Los filamentos de TPU están disponibles en diferentes tipos según su aplicación:

• Filamentos de poliéster TPU – derivado de ésteres de ácido adípico
• Filamentos de poliéter TPU – derivado de éteres de tetrahidrofurano
• Filamentos de policaprolactona TPU – derivado de elastómero de poliuretano termoplástico.

Los filamentos de TPU a base de poliéster se usan comúnmente para resistir el aceite y los hidrocarburos, mientras que los filamentos de TPU de poliéter se usan en ambientes húmedos. Los filamentos a base de policaprolactona suelen funcionar de manera óptima a bajas temperaturas y son más resistentes a la hidrólisis.

Comparado con el filamento TPE (consultar en Amazon) , Los filamentos flexibles de TPU son más fáciles de imprimir y conservan mejor las características elásticas a bajas temperaturas.

Un material de filamento de TPU es más flexible y tiene una mejor conformidad que otras formas termoplásticas.

El filamento tiene una gran adherencia entre capas y no se delamina ni se curva durante el proceso de impresión cuando utiliza la configuración de impresora 3D correcta.

¿Para qué se utiliza el filamento flexible de TPU?

El filamento de TPU se usa comúnmente en dispositivos médicos, correas de transmisión, balsas inflables, ruedas giratorias, paneles de la industria automotriz, herramientas eléctricas, equipos deportivos, calzado y algunas aplicaciones de láminas y películas extruidas.

El material de filamento de TPU es ideal para fabricar fundas exteriores personalizadas para dispositivos móviles como teléfonos y tabletas, alfombrillas de goma y juguetes antiestrés. También se puede utilizar para neumáticos o amortiguadores ocasionalmente en la fabricación de juntas tóricas y sellos.

El filamento de TPU es perfecto para piezas flexibles o carcasas y piezas que necesitan resistencia a impactos y movimientos bruscos cuando se trata de bricolaje.

¿Qué tan flexible es el filamento de TPU?

La flexibilidad de TPU es excelente. La temperatura a la que es probable que se extruya el filamento de TPU es de 220 a 250 grados.

Si utiliza una plataforma de construcción calentada, asegúrese de que su temperatura no supere los 60 grados. El sistema de extrusión deberá soportar materiales flexibles y comprimibles hasta una temperatura constante de 250 grados.

La configuración de impresión 3D también afecta la flexibilidad del filamento 3D. Cuando usa un nivel bajo para rellenar, el diseño impreso también será más flexible.

Esto crea espacio para imprimir objetos que son más rígidos y elásticos.

En la impresión 3D,los filamentos de TPU flexibles requieren la transferencia de mayores cantidades de energía que los otros materiales de filamento .

¿Se puede utilizar poliuretano termoplástico (TPU) para impresión 3D?

Absolutamente. La impresión 3D de TPU ofrece características únicas que no se pueden lograr con otros materiales de impresión como PLA, ABS o nailon.

Al combinar las propiedades del plástico y el caucho, el filamento de TPU puede producir piezas duraderas y altamente elásticas que se pueden comprimir fácilmente.

Es importante comprender las ventajas y desventajas de la impresión 3D con filamento de TPU. También debe considerar los posibles problemas antes de comenzar la impresión 3D con material de TPU para saber qué esperar.

Estos son algunos consejos para la impresión 3D con material de filamento de TPU para obtener impresiones de TPU sorprendentes:

• Optimización de la tasa de avance

Se recomienda utilizar una velocidad de alimentación constante y una velocidad de alimentación lenta cuando imprima en 3D con filamentos flexibles. Esto se debe a que el material de impresión es elástico y puede volverse incontrolable en caso de cambios repentinos en la velocidad de impresión.

El aumento de las velocidades de impresión puede provocar la compresión del filamento y provocar un atasco. Por lo general, se necesitan varios intentos para establecer la velocidad de impresión óptima para la impresión 3D de material de filamento de TPU.

Sin embargo, una buena velocidad de impresión para empezar es 35 mm/s .

Para obtener esto utilizando material de filamento de TPU, imprima alturas de capa inferiores y asegúrese de que oscilen entre 0,1 mm y 0,2 mm. Una altura de capa más baja requiere menos plástico, lo que significa que la extrusora se alimenta a un ritmo más bajo, lo que alivia la carga del material del filamento.

• Use una tolerancia negativa y evite usar balsas

Debe utilizar una tolerancia negativa entre una pieza flexible y un requisito para encajar encima de otro objeto. Esto asegurará que la parte flexible tenga la posibilidad de estirarse cómodamente sobre el otro objeto.

Cuando se utiliza material de filamento flexible como el TPU, es vital evitar el uso de balsas ya que las capas base tienen una tasa de extrusión más alta que podría causar problemas.

• Optimizar la configuración de retractación

La característica de flexibilidad y elasticidad hace que el material del filamento de TPU sea sensible a movimientos rápidos como las retracciones.

Por lo tanto, para imprimir con éxito en 3D con filamentos de TPU flexibles, debe optimizar la configuración de retracción para limitar los movimientos. Comience con una pequeña cantidad de retracción con una velocidad de impresión más lenta para ayudar a eliminar cualquier exudación del extrusor.

• Acorta la distancia

Acortar la distancia es una opinión general a favor de la impresión 3D de materiales flexibles con una extrusora Direct Drive. No obstante, puede obtener resultados similares cuando utiliza la configuración correcta en una impresora 3D con una extrusora Bowden.

Es importante garantizar tolerancias estrictas para la ruta en la que se desplaza el filamento para evitar que se doble o se enrolle.

• Colocación de la bobina

Unos pocos ajustes en el carrete del material flexible pueden marcar una diferencia significativa. Por lo general, la unidad del extrusor empuja el filamento de la impresora hacia la boquilla, lo que hace que el carrete de filamento desenrolle una pequeña cantidad de plástico en el proceso de impresión.

Sin embargo, como un material de TPU es más elástico, el filamento se estira mientras se tira, y esto puede resultar en una baja extrusión. Por este motivo, monte la bobina encima de la impresora 3D de manera que el filamento se desenrolle hacia abajo para reducir cualquier resistencia.

¿Cuál es la diferencia entre TPU y PLA?

El PLA es más fácil de imprimir, más respetuoso con el medio ambiente y es compostable que el TPU. El material de TPU es adecuado para piezas flexibles que pueden volver a su estado original después de doblarse.

Entonces, si desea el filamento más fácil para la impresión 3D, debe usar PLA (consulte en Amazon) , pero si desea agregar flexibilidad a sus impresiones, puede usar TPU.

¿Cómo almacenar el filamento de TPU?

El filamento de TPU flexible se puede almacenar en un recipiente fresco y hermético, como PolyBox (consulte en Amazon) . El contenedor de almacenamiento también puede tener un paquete desecante para mantener seco el hueso del filamento.

El contenedor hermético también ayuda a evitar la entrada de suciedad y partículas de polvo para que puedas usar el filamento en cualquier momento para imprimir.

Aunque algunos filamentos de TPU son resistentes al agua, exponer el TPU al agua puede provocar la degradación del producto.

¿Cómo alisar materiales flexibles de filamento 3D de TPU?

Una de las formas más efectivas de suavizar las líneas de impresión sin usar equipos costosos es usar resina epoxi (consulte en Amazon) .

La imprimación de relleno, el material que se utiliza para rellenar las líneas de impresión en las impresiones de PLA, lamentablemente no es adecuado para rellenar las líneas de TPU, ya que la naturaleza flexible del material hace que la imprimación se agriete, se astille o se desprenda si no se adhiere correctamente.

Cuando se trata de impresión 3D, la dureza Shore es la medida en que un material de impresión resiste las hendiduras.

Shore A mide los objetos de suavidad media. Por ejemplo, una banda de goma tendrá una dureza Shore A de 20, mientras que una rueda similar a la goma más densa y dura en un carrito de compras puede tener una dureza Shore A de 90.

Se utiliza una métrica de dureza Shore diferente para medir la dureza de materiales más rígidos; el Shore D. Un neumático de automóvil tendría una dureza Shore D de alrededor de 20, un objeto muy rígido y duro como un casco de construcción podría tener una dureza de 80 D.

Los filamentos flexibles de TPU tienen una dureza Shore entre 75 D y 98 A.

¿Es tóxico el filamento de TPU?

Los materiales de filamento de TPU no son tóxicos y se consideran seguros para muchas aplicaciones según varias consideraciones. El filamento de TPU se usa incluso en aplicaciones biomédicas. Es un compuesto versátil con una gran resistencia a la abrasión que se usa comúnmente en nuestra vida diaria.

¿El filamento de TPU es seguro para los alimentos?

El material de filamento de TPU no emite niveles excepcionales de vapores durante la impresión 3D, pero no se considera apto para alimentos.

Aunque el TPU es un material no soluble, es higroscópico, lo que significa que absorberá la humedad de su entorno y se degradará con el tiempo.

Conclusión

El filamento de TPU es un material de impresión 3D de resistencia media que soporta fuerzas de tracción y compresión más altas que sus contrapartes PLA y ABS.

Los filamentos flexibles de TPU tienen cualidades excepcionales que los convierten en su mejor opción para un proyecto de impresión 3D que necesita material elástico gracias a sus características similares a la goma.

Si está buscando un filamento flexible, está de suerte, ya que el filamento de TPU es el material de referencia más fácil de manejar que sus contrapartes comunes.