Filament TPU – nie każdy taki sam!

Na pierwszy rzut oka filamenty TPU (termoplastyczne poliuretany) wydają się bardzo podobne. „Elastyczne, gumowe, trudniejsze w druku” – słyszymy często. Ale to duże uproszczenie. Nie każdy filament flex to to samo. A jeżeli myślisz, iż każdy TPU zachowuje się identycznie, prawdopodobnie czeka Cię niemałe zaskoczenie.

TPU – 3 wydruki – 3 twardości filamentu

Co adekwatnie oznacza twardość TPU?

Filamenty TPU różni przede wszystkim twardość, wyrażana w skali Shore’a – najczęściej w wersji Shore A. Skala Shore’a to miara sprężystości i odporności na wgniatanie materiałów elastycznych. Wartość podana w tej skali określa, jak twardy (lub miękki) jest materiał: im wyższy numer, tym twardszy materiał, a im niższy – tym bardziej gumowaty i elastyczny. Skala A stosowana jest dla materiałów miękkich, jak guma i elastyczne plastiki, natomiast dla twardszych tworzyw stosuje się np. skalę Shore D.

Pomiar wykonywany jest przy użyciu specjalnego przyrządu z igłą pomiarową, która wciskana jest w powierzchnię materiału z określoną siłą. Ostateczny wynik zależy od głębokości, na jaką igła się zagłębiła – im płycej, tym materiał uznaje się za twardszy.

Dla porównania: Filamenty TPU różni przede wszystkim twardość, wyrażana w skali Shore’a – najczęściej w wersji Shore A. Skala ta mierzy odporność materiału na wgniatanie – im wyższa wartość, tym twardszy materiał.

Przykładem mogą być filamenty Rosa3D – w skali A są to np.

• TPU 96A to materiał sztywniejszy, łatwiejszy w druku, mniej gumowaty,
• TPU 85A to materiał miękki, bardzo elastyczny, trudniejszy do kontrolowania.

Rosa3D ma jednak w swojej ofercie również filament wyrażany w skali D – TPU 75D to materiał półgiętki typu FLEX z dodatkiem 15% włókien szklanych. Sprawia to, iż element wydrukowany tym filamentem jest sztywny, ale pod wpływem obciążenia się deformuje nie pękając przy tym,oraz TPU HardTech+ 83D Black to wyjątkowo wytrzymały materiał odporny na trudne warunki zewnętrzne. Wykazuje odporność na drobnoustroje, wodę, mróz, promieniowanie UV, ścieranie oraz uderzenia. Choć należy do grupy filamentów typu FLEX, cechuje się dużą sztywnością,

Na rynku można znaleźć także materiały nawet w okolicach 60A, które są niemal jak galaretka – i wymagają bardzo precyzyjnych warunków druku.

Warto wiedzieć, iż różne typy TPU mimo tej samej twardości Shore mogą zachowywać się inaczej – wpływa na to m.in. jakość mieszanki, dodatki antyścierne, struktura molekularna czy gęstość filamentu.

W praktyce oznacza to, iż TPU 96A możesz bez większych problemów drukować choćby na drukarkach z ekstruderem Bowden, podczas gdy 85A często wymaga bezpośredniego podawania (Direct Drive), stabilnych temperatur i precyzyjnych ustawień retrakcji.

Jak drukować z TPU? Praktyczne wskazówki

Drukowanie z TPU to sztuka cierpliwości i dopasowania parametrów.

Najważniejsze ustawienia druku TPU

• Temperatura dyszy: 210–240°C (dla niektórych marek do 250°C),
• Temperatura stołu: 30–60°C,
• Chłodzenie: 0–60% (warto testować),
• Prędkość druku: powoli! 20–40 mm/s to bezpieczny punkt startowy,
• Retrakcja: krótka i powolna, unikamy zatykania dyszy,
• Zamknięta komora: często niepotrzebna.

Warto suszyć filament przed użyciem.

Drukowaliśmy wiele razy z TPU. I nie każde zachowuje się tak samo

Testowaliśmy wiele TPU, ale szczególnie często sięgaliśmy po filamenty od polskiego producenta ROSA3D i to właśnie na ich przykładzie kilka słów.

ROSA-Flex 96A

To bardzo dobry filament do nauki drukowania materiałów elastycznych. Jest wystarczająco twardy, by radzić sobie w ekstruderach Bowden, nie wymaga zamkniętej komory i dobrze przylega do stołu. Modele z ROSA-Flex 96A są odporne na oleje, ocet, zginanie, ściskanie i wielokrotne użycie. Co więcej, materiał pochodzi z tworzyw dopuszczonych do kontaktu z żywnością.

• Temperatura druku: 220–250°C
• Temperatura stołu: 30–60°C
• Chłodzenie: 0–60%
• Suszenie: 80°C przez 4h

Idealny do: pokrowców, osłon, amortyzatorów, elementów ochronnych.

ROSA-Flex 85A

To już materiał dla bardziej doświadczonych. Elastyczny, miększy, ale i trudniejszy w prowadzeniu. Wymaga precyzyjnych ustawień, stabilnego podawania i dobrej przyczepności do stołu. Wydruki są bardzo odporne na rozciąganie, uderzenia, smary, oleje i rozpuszczalniki. Nadaje się do wymagających zastosowań: RC, drony, motoryzacja, tłumiki.

• Temperatura druku: 220–250°C
• Temperatura stołu: 30–60°C
• Chłodzenie: 0–60%
• Suszenie: 80°C przez 4h

Co drukować z TPU?

Możliwości są ogromne:

• uszczelki,
• amortyzatory,
• case’y i obudowy,
• elementy tłumiące drgania,
• części dla dronów i modeli RC,
• ochraniacze, paski, opaski,
• narzędzia i detale przemysłowe.

TPU a toksyczność

TPU nie jest materiałem toksycznym, ale jak każdy termoplast powinien być drukowany w dobrze wentylowanym pomieszczeniu. W procesie nie wydziela agresywnych oparów, ale ostrożność i zdrowy rozsądek zawsze wskazane.

Podsumowanie

Druk z TPU to coś więcej niż tylko elastyczność. To także sztuka wyboru odpowiedniego materiału i znajomości ograniczeń sprzętu. Nie każdy filament flex da się wydrukować na każdej drukarce. Ale jeżeli opanujesz parametry i dobrze przygotujesz proces, otrzymasz modele, których nie uzyskasz z żadnego innego materiału.

Lubię porównywać różne rodzaje TPU, lubię również zestawiać TPU z innymi materiałami. Na co dzień jest to mało widowiskowe ale interesujące zajęcie. Czasem jednak jak filmach poniżej da się w bardziej lub mniej ekstremalny sposób pokazać o co nam chodzi!

TPU to druk 3D na wyższym poziomie. Ale warto.