Leitfaden für 3D-Druckerfilamente: TPU-Filament

Was ist TPU-Filament?

Thermoplastisches Polyurethan (TPU)-Filament ist ein vielseitiges und langlebiges Material für den 3D-Druck. Es ist bekannt für seine Flexibilität, Elastizität und Beständigkeit gegen Öle, Fette und Abrieb. TPU ist eine Art thermoplastisches Elastomer (TPE) mit zusätzlichen Vorteilen, die sich aus seiner einzigartigen Molekularstruktur ergeben, die ein perfektes Gleichgewicht zwischen Kunststoff und Gummi bietet.

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Mechanische Eigenschaften von TPU-Filament

● Elastizität und Flexibilität : Die bemerkenswerteste Eigenschaft von TPU ist seine hohe Elastizität. Es kann stark gedehnt werden und nimmt dennoch ohne bleibende Verformung seine ursprüngliche Form wieder an. Dies wird durch die hohe Bruchdehnung gemessen, die typischerweise zwischen 200 % und 600 % liegt.

● Zugfestigkeit : TPU-Filamente weisen eine beeindruckende Zugfestigkeit auf, die den Widerstand des Materials gegen Reißen unter Spannung misst. Der Zugfestigkeitswert liegt im Allgemeinen zwischen 25 und 50 MPa (Megapascal) und ist damit stark genug für Teile, die ständiger Belastung ausgesetzt sind.

● Abriebfestigkeit : TPU ist äußerst verschleißfest, was für Teile, die mit abrasiven Oberflächen oder Materialien in Berührung kommen, von entscheidender Bedeutung ist. Diese Eigenschaft verlängert die Lebensdauer von TPU-gedruckten Teilen in anspruchsvollen Umgebungen.

● Schlagfestigkeit : Die Fähigkeit des Filaments, Energie zu absorbieren, macht es hervorragend für Anwendungen geeignet, die Schlagfestigkeit erfordern. Es hält Stößen und wiederholten Schlägen stand, ohne zu reißen oder zu brechen.

● Härte : Die Härte von TPU kann je nach Formulierung variieren, liegt aber typischerweise im Bereich von 60A bis 90A auf der Shore-A-Härteskala. Dieser Bereich ermöglicht ein Gleichgewicht zwischen Flexibilität und Steifigkeit, das auf die spezifischen Anwendungsanforderungen zugeschnitten ist.

● Thermische Eigenschaften : TPU behält seine Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich. Es ist hitzebeständig und hat einen Schmelzpunkt von etwa 225 °C bis 250 °C. Es verträgt jedoch auch niedrige Temperaturen, ohne spröde zu werden.

● Chemische Beständigkeit : TPU ist beständig gegen viele Öle, Fette und verschiedene Chemikalien und eignet sich daher für industrielle Anwendungen, bei denen es häufig zu chemischer Belastung kommt.

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TPU-Filamentvarianten

● Standard-TPU: Dies ist die am häufigsten verwendete Variante und bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Flexibilität und Festigkeit. Es eignet sich für zahlreiche Anwendungen, darunter Schutzhüllen, Dichtungen und tragbare Artikel.

● TPU in medizinischer Qualität : Diese Variante wurde für Biokompatibilität entwickelt und wird in medizinischen Anwendungen eingesetzt, bei denen Flexibilität und Hautkontakt erforderlich sind. Sie wird häufig für medizinische Geräte, Prothesen und orthopädische Modelle verwendet.

● Hochtemperatur-TPU: Dank seiner verbesserten thermischen Eigenschaften hält dieses TPU höheren Temperaturen stand, ohne sich zu verformen. Es eignet sich ideal für Teile, die Hitze ausgesetzt sind, wie z. B. Autokomponenten unter der Motorhaube oder Teile von Industriemaschinen.

● Legiertes TPU: Dieser Typ kombiniert TPU mit anderen Materialien wie Polycarbonat (PC), um Filamente mit einzigartigen Eigenschaften zu erzeugen. Legierte TPUs bieten erhöhte Steifigkeit, Schlagfestigkeit und verbesserte thermische Stabilität.

● Leitfähiges TPU: Diese mit leitfähigen Materialien angereicherte Variante ermöglicht die Herstellung flexibler elektronischer Komponenten, antistatischer Vorrichtungen oder Teile, die eine elektromagnetische Abschirmung erfordern.

● UV-beständiges TPU: Diese Variante enthält Additive, die das Material vor UV-Strahlung schützen und es somit für Außenanwendungen geeignet machen, bei denen Sonneneinstrahlung ein Problem darstellt.

● Umweltfreundliches TPU: Umweltfreundliches TPU wird aus erneuerbaren Ressourcen oder recycelten Materialien hergestellt und soll die Umweltbelastung durch 3D-Druck reduzieren und gleichzeitig die Leistung beibehalten.

Druckereinstellungen für TPU-Filament

1. Extrudertemperatur : TPU schmilzt bei einer höheren Temperatur als andere Filamente. Stellen Sie Ihre Extrudertemperatur zwischen 220 °C und 250 °C ein. Beginnen Sie am unteren Ende und erhöhen Sie die Temperatur, wenn Sie eine schlechte Schichthaftung feststellen.

2. Betttemperatur : Ein beheiztes Bett unterstützt die Haftung der ersten Schicht. Stellen Sie die Betttemperatur auf 50 °C bis 70 °C ein. Verwenden Sie bei Bedarf Bettkleber oder Klebestift, um Verformungen zu vermeiden.

3. Druckgeschwindigkeit : Mit TPU gewinnt man langsam und stetig. Aufgrund der Flexibilität kann zu schnelles Drucken zu Problemen führen. Streben Sie eine Druckgeschwindigkeit von 15–30 mm/s für detaillierte Teile und bis zu 40 mm/s für weniger komplizierte Objekte an.

4. Rückzug : Der Rückzug kann bei flexiblen Filamenten schwierig sein. Beginnen Sie mit einem geringen Rückzugsabstand von etwa 1-2 mm und einer langsamen Rückzugsgeschwindigkeit, um ein Verstopfen des Filaments zu vermeiden.

5. Schichthöhe : Eine Schichthöhe von 0,1–0,3 mm eignet sich gut für TPU. Dünnere Schichten liefern möglicherweise bessere Details, verlängern aber die Druckzeit.

6. Lüftergeschwindigkeit : Kühlung ist wichtig, aber zu viel kann die Haftung beeinträchtigen. Stellen Sie die Lüftergeschwindigkeit nach den ersten Schichten auf 50 % ein, um eine ausreichende Kühlung zu gewährleisten, ohne dass es zu einer Schichttrennung kommt.

7. Düsentyp : Verwenden Sie eine Düse mit 0,4 mm oder größer, um das Verstopfungsrisiko zu verringern. Düsen aus Edelstahl oder gehärtetem Stahl halten dem Abrieb gefüllter TPUs besser stand als Messing.

8. Gehäuse : Obwohl es nicht zwingend erforderlich ist, kann ein Gehäuse dazu beitragen, eine konstante Temperatur rund um den Druck aufrechtzuerhalten und so die Gefahr von Verformungen oder Schichttrennungen zu verringern.

Bildquelle: Raise3D

TPU-Filamentanwendungen

1. Schutzhüllen: Die stoßdämpfenden Eigenschaften von TPU machen es perfekt für Handyhüllen, Tablet-Cover und Kamera-Skins, die Stürzen und Stößen standhalten müssen.

2. Tragbare Geräte: Seine Hautverträglichkeit und Flexibilität machen es ideal für Armbänder, Uhrenarmbänder und andere tragbare Technologie-Accessoires.

3. Sportausrüstung: TPU wird in Sportausrüstung wie Mundschutz, Schwimmflossen und Wasserflaschenhaltern verwendet und bietet sowohl Komfort als auch Widerstandsfähigkeit.

4. Industrielle Dichtungen und Dichtungsringe: Aufgrund seiner Abrieb- und Chemikalienbeständigkeit eignet sich das Material für die Herstellung industrieller Dichtungen und Schläuche, die rauen Bedingungen standhalten.

5. Schuhe: Die Flexibilität und Festigkeit von TPU sind vorteilhaft für Schuhsohlen, Einlegesohlen und andere Komponenten, die eine Kombination aus Komfort und Verschleißfestigkeit erfordern.

6. Individuelle Griffe und Stiele: Werkzeuge, Sportgeräte und Haushaltsgegenstände können von individuellen TPU-Griffen profitieren, die Komfort und Rutschfestigkeit bieten.

Beste TPU-Filamente

1. EOLAS DRUCKT TPU-Filamente

Das TPU-Filament von Eolas Prints verspricht, Ihre Designs mit seiner außergewöhnlichen Flexibilität und Festigkeit zum Leben zu erwecken. Das TPU-Filament von Eolas Prints besticht durch seine beeindruckende Dichte von 1,21 g/cm³ und eine Shore-Härte von 93 A und sorgt dafür, dass Ihre Drucke nicht nur spektakulär aussehen, sondern auch der Zeit standhalten.

Bildquelle: EOLAS PRINTS

2. Bambu Lab TPU 95A HF

Dieses innovative Material revolutioniert Ihr Druckerlebnis und bietet die dreifache Geschwindigkeit herkömmlicher TPU-Filamente ohne Qualitätseinbußen. Das TPU 95A HF-Filament zeichnet sich durch bemerkenswerte Flexibilität und Robustheit sowie hervorragende Schlagfestigkeit aus und ist somit die ideale Wahl für Projekte, die Langlebigkeit und Belastbarkeit erfordern.

Bildquelle: Bambu Lab

3. Raise3D Premium TPU-95A Filament

Das TPU-95A von Raise3D ist vielseitig einsetzbar und eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, wie z. B. Einlegesohlen, Schläuche, Dichtungen und Buchsen. Mit einem Durchmesser von 1,75 mm und einer 1-kg-Spule fügt es sich nahtlos in Ihr Drucksystem ein und unterstützt eine Vielzahl von Raise3D-Druckern.

Bildquelle: Raise3D

4. Filamatrix TPU 95A 3D-Druckfilament

Filamatrixs TPU 95A zeichnet sich durch seine einfache Druckbarkeit und Geschwindigkeit aus. Es ermöglicht höhere Druckgeschwindigkeiten von bis zu 100 mm/s bei 250 °C, ohne die physikalischen Eigenschaften Ihres Endprodukts zu beeinträchtigen. Der breite Verarbeitungstemperaturbereich und die hervorragende Schichthaftung sorgen dafür, dass selbst die kompliziertesten Designs scharf und langlebig aussehen.

Bildquelle: Filamatrix

5. Overture TPU 3D-Druckerfilament

Das TPU-Filament von Overture sorgt dank seines patentierten Herstellungsverfahrens für ein verstopfungs- und blasenfreies Drucken. Es verspricht einen gleichmäßigen und stabilen Fluss mit einer Maßgenauigkeit von +/– 0,03 mm und einer 1-kg-Spule und ist damit mit den meisten gängigen 3D-Druckern kompatibel. Das Filament ist in verschiedenen Farben erhältlich, sodass Sie den perfekten Farbton für Ihr Projekt auswählen können.

Bildquelle: Ouvertüre

6. Gizmo Dorks 3D-Druck flexibles TPU-Filament

Gizmo Dorks hat dieses TPU-Filament halbtransparent und hochelastisch hergestellt. Es eignet sich aufgrund seiner hohen Flexibilität ideal für eine Vielzahl von Anwendungen, von Autoteilen bis hin zu medizinischen Geräten und insbesondere für Schutzhüllen für Elektronikgeräte. Es wird empfohlen, mit einer Geschwindigkeit von 30–50 mm/s und einer Schichtdicke von über 0,1 mm zu drucken.

Bildquelle: Gizmo Dorks

7. MH Build Series TPU Flexibles Filament

Das TPU der MH Build-Serie zeichnet sich durch seine Erschwinglichkeit ohne Kompromisse bei der Qualität aus. Dank der vielfältigen Farbauswahl können Sie Ihre Projekte jetzt optisch eindrucksvoll zum Leben erwecken. Dieses Filament ist mit einer Vielzahl von Druckern kompatibel und eignet sich besonders für die Herstellung von Teilen, die Verschleiß standhalten müssen.

Bildquelle: MatterHackers

8. TPU-Filament der MH PRO-Serie

Das Black PRO Series TPU von MatterHackers ist ein Filament, das die perfekte Synergie aus Flexibilität und Haltbarkeit verkörpert. Dieses 1,75 mm dicke thermoplastische Polyurethan-Material wurde für alle entwickelt, die Präzision und Leistung bei ihren Drucken verlangen. Seine gummiartigen Eigenschaften sorgen für die nötige Energierückgabe und Ermüdungsbeständigkeit für Teile, die wiederholtem Gebrauch standhalten müssen.

Bildquelle: MatterHackers

9. HATCHBOX 95A TPU-Filament

Das Qualitätsbewusstsein von Hatchbox zeigt sich in jedem Aspekt dieses Filaments, von der Elastizität bis zur Abriebfestigkeit. So wird sichergestellt, dass Ihre Drucke der täglichen Beanspruchung standhalten. Es bietet ein nahtloses Druckerlebnis mit einem empfohlenen Extrusionstemperaturbereich von 190 °C bis 235 °C.

Bildquelle: HATCHBOX

10. colorFabb VarioShore TPU

Die aktive Schaumtechnologie des Filaments ermöglicht es ihm, sich beim Drucken bei Temperaturen zwischen 200 und 250 °C auf das 1,4- bis 1,6-fache seines ursprünglichen Volumens auszudehnen und seine Dichte auf 0,7 bis 0,9 g/cm³ zu reduzieren. Da die Farben bei vollständiger Schaumbildung des Materials heller werden, verleiht das colorFabb VarioShore TPU-Filament Ihren Drucken eine einzigartige ästhetische Dimension.

Bildquelle: colorFabb