Qu'est-ce qu'un filament TPU ? Les bases et le guide utile.

Le TPU est l'un des filaments d'impression 3D flexibles les plus populaires sur le marché.

Le polyuréthane thermoplastique, ou TPU, est issu d'une classe de plastiques polyuréthane dotés de caractéristiques importantes telles qu'une élasticité élevée, une transparence et une résistance à l'abrasion, à l'huile et à la graisse.

Il se distingue des autres matériaux de filaments par sa nature extrêmement flexible. Les TPU sont constitués d'élastomères thermoplastiques, mais il est préférable de les séparer des acides, des solvants et des carburants car ils peuvent affecter les propriétés des matériaux du filament.

Qu'est-ce qu'un filament TPU ?

Le polyuréthane thermoplastique (TPU) est une forme courante de polymère élastique ou d'élastomère utilisé sur toute imprimante 3D correctement équipée.

Comparé aux nombreux types de filaments 3D flexibles, le filament TPU est plus rigide, ce qui facilite son extrusion et son utilisation. C'est un matériau de filament de résistance moyenne avec une durabilité et une flexibilité très élevées et peut supporter des forces de compression et de traction beaucoup plus élevées que ses équivalents courants PLA et ABS.

Les filaments TPU sont disponibles en différents types selon leur application :

• Filaments de polyester TPU – dérivé d'esters d'acide adipique
• Filaments en polyéther TPU – dérivé d'éthers de tétrahydrofuranne
• Filaments TPU polycaprolactone – dérivé d'élastomère de polyuréthane thermoplastique.

Les filaments TPU à base de polyester sont couramment utilisés pour résister à l'huile et aux hydrocarbures, tandis que les filaments TPU en polyéther sont utilisés dans les environnements humides. Les filaments à base de polycaprolactone fonctionnent généralement de manière optimale à basse température et sont plus résistants à l'hydrolyse.

Par rapport au filament TPE (vérifier sur Amazon) , Les filaments flexibles en TPU sont plus faciles à imprimer et conservent mieux les caractéristiques élastiques à basse température.

Un matériau de filament TPU est plus flexible et a une meilleure conformité que les autres formes thermoplastiques.

Le filament a une excellente adhérence entre les couches et ne se décolle pas ou ne se recourbe pas pendant le processus d'impression lorsque vous utilisez les bons paramètres d'imprimante 3D.

À quoi sert le filament flexible TPU ?

Le filament TPU est couramment utilisé dans les dispositifs médicaux, les courroies d'entraînement, les radeaux gonflables, les roulettes, les panneaux de l'industrie automobile, les outils électriques, les équipements sportifs, les chaussures et certaines applications de films et de feuilles extrudés.

Le matériau en filament TPU est idéal pour fabriquer des coques extérieures personnalisées pour les appareils mobiles tels que les téléphones et les tablettes, les tapis en caoutchouc et les jouets anti-stress. Il peut également être utilisé pour les pneus ou les amortisseurs occasionnellement dans la fabrication de joints toriques et de joints.

Le filament TPU est parfait pour les pièces flexibles ou les boîtiers et les pièces qui ont besoin de résistance aux chocs et aux mouvements soudains lorsqu'il s'agit de bricolage.

Quelle est la flexibilité du filament TPU ?

La flexibilité du TPU est excellente. La température à laquelle le filament TPU est susceptible d'extruder est comprise entre 220 et 250 degrés.

Si vous utilisez une plate-forme de construction chauffée, assurez-vous que sa température ne dépasse pas 60 degrés. Le système d'extrusion devra résister à des matériaux flexibles et compressibles jusqu'à une température constante de 250 degrés.

Les paramètres d'impression 3D affectent également la flexibilité du filament 3D. Lorsque vous utilisez un faible niveau de remplissage, le motif imprimé sera également plus flexible.

Cela crée de la place pour imprimer des objets plus rigides et élastiques.

Dans l'impression 3D, les filaments flexibles en TPU nécessitent le transfert de plus grandes quantités d'énergie que les autres matériaux de filaments .

Pouvez-vous utiliser du polyuréthane thermoplastique (TPU) pour l'impression 3D ?

Absolument. L'impression 3D TPU offre des caractéristiques uniques impossibles à obtenir avec d'autres matériaux d'impression comme le PLA, l'ABS ou le nylon.

Combinant les propriétés du plastique et du caoutchouc, le filament TPU peut produire des pièces durables et hautement élastiques qui peuvent facilement être compressées.

Il est important de comprendre les avantages et les inconvénients de l'impression 3D avec du filament TPU. Vous devez également tenir compte des problèmes possibles avant de commencer l'impression 3D avec du matériau TPU pour savoir à quoi vous attendre.

Voici quelques conseils pour l'impression 3D avec un filament TPU pour des impressions en TPU incroyables :

• Optimisation de la vitesse d'alimentation

Il est recommandé d'utiliser une vitesse d'alimentation constante et une vitesse d'alimentation lente lors de l'impression 3D avec des filaments flexibles. En effet, le matériau d'impression est élastique et peut être incontrôlable en cas de changements brusques de la vitesse d'impression.

L'augmentation des vitesses d'impression peut entraîner une compression du filament entraînant un bourrage. Il faut généralement plusieurs tentatives pour définir la vitesse d'impression optimale pour le matériau de filament TPU d'impression 3D.

Cependant, une bonne vitesse d'impression pour commencer est de 35 mm/s .

Pour obtenir cela en utilisant un matériau de filament TPU, imprimez des hauteurs de couche inférieures tout en vous assurant qu'elles sont comprises entre 0,1 mm et 0,2 mm. Une hauteur de couche inférieure nécessite moins de plastique, ce qui signifie que l'extrudeuse alimente à un rythme inférieur, ce qui allège la charge de matériau de filament.

• Utilisez une tolérance négative et évitez d'utiliser des radeaux

Vous devez utiliser une tolérance négative entre une pièce flexible et une exigence d'ajustement au-dessus d'un autre objet. Cela garantira que la partie flexible a la capacité de s'étirer confortablement sur l'autre objet.

Lors de l'utilisation d'un matériau de filament flexible tel que le TPU, il est essentiel d'éviter d'utiliser des radeaux car les couches de base ont un taux d'extrusion plus élevé qui pourrait causer des problèmes.

• Optimiser les paramètres de rétraction

La flexibilité et l'élasticité rendent le matériau du filament TPU sensible aux mouvements rapides tels que les rétractions.

Par conséquent, pour réussir l'impression 3D avec des filaments TPU flexibles, vous devez optimiser les paramètres de rétraction pour limiter les mouvements. Commencez par une petite quantité de rétraction avec une vitesse d'impression plus lente pour aider à éliminer tout suintement de l'extrudeuse.

• Réduire la distance

Le raccourcissement de la distance est une opinion générale en faveur de l'impression 3D de matériaux flexibles avec une extrudeuse Direct Drive. Néanmoins, vous pouvez obtenir des résultats similaires en utilisant les bons paramètres sur une imprimante 3D avec une extrudeuse Bowden.

Il est important d'assurer des tolérances serrées pour le chemin dans lequel le filament se déplace pour éviter le vrillage ou l'enroulement.

• Placement de la bobine

Quelques ajustements à la bobine du matériau flexible peuvent faire une différence significative. Habituellement, l'entraînement de l'extrudeuse tire le filament de l'imprimante dans la buse, ce qui fait que la bobine de filament déroule une petite quantité de plastique au cours du processus d'impression.

Cependant, comme un matériau TPU est plus élastique, le filament est étiré lorsqu'il est tiré, ce qui peut entraîner une sous-extrusion. Pour cette raison, montez la bobine au-dessus de l'imprimante 3D afin que le filament se déroule vers le bas pour réduire toute résistance.

Quelle est la différence entre le TPU et le PLA ?

Le PLA est plus facile à imprimer, plus écologique et compostable que le TPU. Le matériau TPU convient aux pièces flexibles qui peuvent revenir à leur état d'origine après pliage.

Donc, si vous voulez le filament le plus simple pour l'impression 3D, vous devez utiliser PLA (vérifiez sur Amazon) , mais si vous cherchez à ajouter de la flexibilité à vos impressions, vous pouvez utiliser le TPU.

Comment stocker le filament TPU ?

Le filament TPU flexible peut être stocké dans un récipient frais et hermétique, comme PolyBox (vérifiez sur Amazon) . Le conteneur de stockage peut également avoir un pack déshydratant pour garder l'os du filament au sec.

Le récipient hermétique aide également à empêcher l'entrée de particules de saleté et de poussière afin que vous puissiez utiliser le filament à tout moment pour imprimer.

Bien que certains filaments en TPU soient résistants à l'eau, l'exposition du TPU à l'eau peut entraîner une dégradation du produit.

Comment lisser les matériaux flexibles en filament 3D TPU ?

L'un des moyens les plus efficaces de lisser les lignes d'impression sans utiliser d'équipement coûteux consiste à utiliser de la résine époxy (vérifier sur Amazon) .

L'apprêt de remplissage, le matériau utilisé pour remplir les lignes d'impression dans les impressions PLA, est malheureusement mal adapté pour remplir les lignes de TPU car la nature flexible du matériau fait que l'apprêt se fissure et s'écaille ou s'écaille s'il n'adhère pas correctement.

En matière d'impression 3D, la dureté shore est la mesure dans laquelle un matériau d'impression résiste à l'indentation.

Shore A mesure les objets de douceur moyenne. Par exemple, un élastique aura une dureté Shore A de 20, tandis qu'une roue en caoutchouc plus dense et plus dure sur un caddie peut avoir une dureté Shore A de 90.

Une métrique de dureté Shore différente est utilisée pour mesurer la dureté de matériaux plus rigides; le Shore D. Un pneu de voiture aurait une dureté Shore D d'environ 20 un objet très rigide et dur comme un casque de BTP pourrait avoir une dureté de 80 D.

Les filaments flexibles en TPU ont une dureté shore comprise entre 75 D et 98 A.

Le filament TPU est-il toxique ?

Les matériaux de filament TPU ne sont pas toxiques et sont considérés comme sûrs pour de nombreuses applications en fonction de plusieurs considérations. Le filament TPU est même utilisé dans les applications biomédicales. C'est un composé polyvalent avec une grande résistance à l'abrasion qui est couramment utilisé dans notre vie quotidienne.

Le filament TPU est-il sans danger pour les aliments ?

Le matériau de filament TPU n'émet pas de niveaux exceptionnels de vapeurs lors de l'impression 3D, mais il n'est pas considéré comme sans danger pour les aliments.

Bien que le TPU soit un matériau non soluble, il est hygroscopique, ce qui signifie qu'il absorbe l'humidité de son environnement et se dégrade avec le temps.

Conclusion

Le filament TPU est un matériau d'impression 3D de résistance moyenne qui résiste à des forces de compression et de traction élevées par rapport à ses homologues PLA et ABS.

Les filaments flexibles en TPU ont des qualités exceptionnelles qui en font votre choix ultime pour un projet d'impression 3D nécessitant un matériau élastique grâce à ses caractéristiques caoutchouteuses.

Si vous recherchez un filament flexible, vous avez de la chance, car le filament TPU est le matériau de référence qui est plus facile à gérer que ses homologues courants.