Flexibles PLA vs. TPU: Welches flexible Filament sollten Sie wählen?

Beim 3D-Druck flexibler Teile kann die Wahl zwischen flexiblem PLA und TPU eine Herausforderung sein. Flexibles PLA ist eine Mischung aus Standard-PLA und Weichmachern, um eine moderate Flexibilität bei gleichzeitig einfacher Druckbarkeit zu erreichen. TPU (thermoplastisches Polyurethan) hingegen ist ein echtes thermoplastisches Elastomer, das für seine hohe Dehnung, Schlagfestigkeit und Haltbarkeit geschätzt wird. In diesem Artikel definieren wir die einzelnen Materialien und vergleichen ihre Eigenschaften, Druckeinstellungen, Nachbearbeitung und Kosten, damit Sie entscheiden können, welches Filament am besten zu Ihren Anforderungen passt.

Was ist flexibles PLA?

Flexibles PLA ist ein modifiziertes PLA-Filament, das mit Weichmachern oder weichmachenden Zusätzen angereichert ist, um Elastizität zu verleihen, ohne die Benutzerfreundlichkeit von PLA zu beeinträchtigen . Es druckt typischerweise bei 180–230 °C mit Betttemperaturen von 40–60 °C und Geschwindigkeiten von etwa 10–30 mm/s unter Verwendung von Standard-PLA-Profilen mit einem etwas höheren Extrusionsmultiplikator. Obwohl es nicht die extreme Flexibilität von TPU erreicht, eignet sich Flexibles PLA hervorragend für Anwendungen mit mittlerer Belastung und nimmt weniger Feuchtigkeit auf, sodass auch nach der Lagerung zuverlässige Drucke möglich sind.

Bildquelle: MatterHackers

Was ist TPU?

TPU ist ein thermoplastisches Polyurethan aus der Familie der thermoplastischen Elastomere (TPE) – ein Gummi - Kunststoff-Hybrid, der die Lücke zwischen Gummi und Kunststoff schließt. Es weist eine Bruchdehnung von bis zu 600 % und eine Zugfestigkeit von etwa 25–50 MPa auf und eignet sich daher ideal für Teile, die häufigen Biegungen oder Stößen ausgesetzt sind. TPU wird typischerweise bei höheren Düsentemperaturen (220–250 °C) und niedrigeren Geschwindigkeiten (15–30 mm/s) gedruckt und profitiert häufig von direkt angetriebenen Extrudern, um seine Weichheit zu bewältigen.

Bildquelle: MatterHackers

Die Familie der thermoplastischen Elastomere

Thermoplastische Elastomere (TPEs) stellen eine vielseitige Polymerfamilie dar, die die vorteilhaften Eigenschaften von Thermoplasten und Elastomeren vereint. Diese einzigartige Fusion ergibt Materialien, die mit herkömmlichen 3D-Druckgeräten verarbeitet werden können und gleichzeitig Flexibilität und gummiartige Elastizität bieten.

Innerhalb dieser Familie ist TPU (thermoplastisches Polyurethan) ein Referenzmaterial, das für seine bemerkenswerte Haltbarkeit, hohe Bruchdehnung und hervorragende Beständigkeit gegen wiederholte Belastung bekannt ist. Seine Leistung in Anwendungen, die kontinuierliche Biegung, Dehnung oder Stoßdämpfung erfordern, zeichnet es als echtes Elastomer aus.

Flexibles PLA hingegen ist ein modifiziertes Derivat von Standard-PLA, das für eine erhöhte Biegsamkeit entwickelt wurde. Anstatt das vollständig elastische Verhalten von TPU zu erreichen, bietet flexibles PLA eine ausgewogene Kombination aus Steifigkeit und moderater Flexibilität und eignet sich daher ideal für Prototypen, dekorative Drucke oder Komponenten, die leichter Biegung ausgesetzt sind.

Darüber hinaus ermöglichen Variationen innerhalb des TPE-Spektrums den Herstellern, die Materialeigenschaften durch Anpassung der chemischen Zusammensetzung und der Produktionsmethoden individuell anzupassen, was zu einer Reihe diskreter Optionen führt, die für bestimmte Anwendungen geeignet sind.

Diese vielfältige Palette an thermoplastischen Elastomeren ermöglicht es Designern und Bastlern, das optimale Filament basierend auf der gewünschten Druckqualität, der mechanischen Leistung und der Endanwendungsfunktionalität auszuwählen. Letztendlich hängen diese Entscheidungen von den individuellen Anforderungen Ihres Projekts in der Praxis ab.

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Mechanische Eigenschaften

** TPU übertrifft flexibles PLA in Elastizität und Haltbarkeit, ist aber schwieriger zu drucken.

Druckbarkeit und Einstellungen

Nachbearbeitung und Endbearbeitung

• Schleifen / Lackieren : Flexibles PLA lässt sich leichter schleifen; die gummiartige Textur von TPU verhindert die Haftung von Farbe.

• Chemisches Glätten : TPU kann mit Ethylacetat geglättet werden, während sich flexibles PLA verziehen kann.

Kosten und Verfügbarkeit

Flexibles PLA kostet durchschnittlich 25–30 US-Dollar pro kg und ist damit eine kostengünstige Wahl für Prototypen und Hobbyteile. TPU kostet 30–40 US-Dollar pro kg , Spezialqualitäten (lebensmittelecht , hohe Härte ) kosten 40–60 US-Dollar pro kg. Beide sind bei großen Anbietern wie MatterHackers, Hatchbox, Sunlu und NinjaTek erhältlich.