Polyuréthane élastomère (EPU) : caractéristiques clés et applications

Le polyuréthane élastomère (EPU) est une famille de matériaux caoutchouteux développée par Carbon pour le procédé Digital Light Synthesis™ (DLS). Similaire à d'autres matériaux élastomères, l'EPU a une réponse matérielle non-linéaire avec un allongement à la rupture très élevé. Ce matériau hautement élastique est adapté aux applications nécessitant une résistance aux chocs ou une isolation des vibrations.

Carbon propose deux grades différents de matériaux EPU : EPU 40 et EPU 41. Bien qu'ils aient de nombreuses similitudes, l'EPU 41 est légèrement plus rigide que l'EPU 40 et a donc plus de rigidité de forme, même sous chargement cyclique constant. Cependant, l'EPU 41 plus rigide a un allongement à la rupture beaucoup plus faible, ce qui signifie qu'il est plus sujet à la fracture à des déformations plus élevées. L'EPU 40 et 41 sont tous deux des matériaux parfaits pour l'intégration d'une structure de treillis conforme, où la structure peut être optimisée ou adaptée localement pour vos exigences d'application données.

Spécifications mécaniques pour Carbon^® EPU 40 et 41

Spécifications mécaniques EPU 40
Résistance à la traction ultime : 7,7 MPa
Allongement à la rupture : > 250 %
Résistance au déchirement : 23 kN/m
Contrainte à 50 % : 1,9 MPa
Contrainte à 100 % : 3,0 MPa

Lisez la fiche technique Carbon^® EPU 40 pour plus de détails.

Spécifications mécaniques EPU 41
Résistance à la traction ultime : 6,2 MPa
Allongement à la rupture : > 130 %
Résistance au déchirement : 20 kN/m
Contrainte à 50 % : 2,7 MPa
Contrainte à 100 % : 4,7 MPa

Lisez la fiche technique Carbon^® EPU 41 pour plus de détails.

Pourquoi utiliser EPU 40 vs EPU 41

La différence la plus évidente entre EPU 40 et 41 est la couleur naturelle ; l'EPU 40 est noir standard tandis que l'EPU 41 est un vert lin distinctif. Les deux EPU 40 et 41 peuvent remplacer les matériaux élastiques traditionnels tout en offrant une bonne dissipation d'énergie et conformité. Bien que les deux soient assez similaires, les détails de votre application pourraient rendre un matériau plus avantageux que l'autre.

EPU 40
L'EPU 40 est le matériau EPU original de Carbon^®. La rigidité plus faible fournit une structure plus conforme, bien adaptée aux applications nécessitant de l'amortissement, de la dissipation d'énergie et de l'absorption des chocs. De plus, l'allongement à la rupture élevé signifie qu'il peut récupérer de très grandes déformations.

Cependant, en raison de la coloration noire naturelle, les pièces imprimées avec l'EPU 40 limitent les options esthétiques de couleur.

EPU 41
L'EPU 41 est le dernier ajout de Carbon^® à sa famille EPU. C'est un matériau élastomère de qualité production avec une rigidité et une résilience (retour d'énergie) supérieures à l'EPU 40. La rigidité de l'EPU 41 vous permet de repousser les limites de la complexité des pièces car les pièces peuvent être fabriquées à partir de structures plus complexes comme les treillis.

Généralement, les pièces imprimées avec l'EPU 41 ont une finition de surface plus lisse et nécessitent moins de post-traitement, les rendant prêtes pour des applications en contact avec le client.

Applications populaires de l'EPU

Les matériaux EPU se prêtent bien aux applications exigeant une résistance à l'abrasion, au déchirement, aux produits chimiques et une compatibilité thermique.

Combinés à la capacité unique de l'EPU 40 et 41 à créer des structures de treillis fonctionnelles, ils peuvent accommoder des conceptions pour des applications exigeantes telles que :

• Remplacement de mousse
• Isolation des vibrations
• Joints
• Étanchéités

L'EPU 40 est excellent pour les treillis d'amortissement — ce qui en fait un ajustement parfait pour les applications industrielles, telles que la robotique, l'outillage industriel et le chargement intermittent qui nécessitent l'absorption des chocs. Les treillis constitués d'EPU 41, d'autre part, ont une plus grande résilience et sont bien adaptés aux applications avec une interface qui nécessitent une certaine « sensation » ou élément tactile dans lequel le retour d'énergie est souhaité.

Fast Radius peut ajuster la dureté des treillis EPU pour atteindre différents attributs de performance dans différentes régions d'une pièce pour une fonctionnalité améliorée et un confort utilisateur accru, comme ce fut le cas lorsque nous avons travaillé avec Steelcase pour redessiner un accoudoir sur leur fauteuil SILQ primé.

Le procédé additif à utiliser avec les matériaux EPU

Carbon^® a conçu l'EPU 40 et 41 spécifiquement pour son procédé DLS, ce qui signifie que les deux peuvent subir le procédé d'interface liquide continue (CLIP) pour imprimer des pièces isotropes de qualité production.

Considérations de conception et opérationnelles
Il y a trois considérations de conception principales à garder à l'esprit lors de la conception de pièces avec l'EPU 40 et 41 : les porte-à-faux, les vides et la taille de la pièce.

Les deux matériaux ont une limitation d'angle de porte-à-faux de 45 degrés ; tout ce qui dépasse nécessitera du matériau de support. De plus, les vides doivent être méticuleusement conçus hors de votre pièce pour empêcher l'air d'être piégé. De plus, il est important de maintenir la taille de votre pièce à une hauteur de caractéristique minimale pour éviter de longs temps d'impression. La considération opérationnelle clé ici est de s'assurer qu'il y a une surface plane pour que les couches s'assoient et acceptent les supports sacrificiels.

Une considération opérationnelle secondaire est la durée de vie en pot de l'EPU 40 et 41. Les deux matériaux ne peuvent passer par le procédé DLS que dans le cadre de leurs durées de vie en pot respectives, ou combien de temps ils sont utilisables après catalyse. La durée de vie en pot de l'EPU 40 est légèrement plus courte que celle de l'EPU 41. Donc, si votre pièce est assez grande, l'utilisation de l'EPU 41 peut être préférable.

Quand attendre votre pièce

L'EPU 40 et 41 peuvent fonctionner dans notre délai standard de cinq à sept jours ouvrables — deux pour les commandes urgentes ou les constructions plus petites. Selon la taille et la forme de votre pièce, l'impression peut prendre de quelques minutes à 12 heures.

Les pièces faites avec l'un ou l'autre matériau nécessiteront un lavage de 10 minutes et une cure thermique de huit heures ou moins.

Réfléchissez aux contraintes de votre application avant de sélectionner un matériau. Si vous regardez une application industrielle, alors l'EPU 40 pourrait être un bon ajustement. Mais, si vous recherchez une esthétique de couleur spécifique, alors l'EPU 41 pourrait être le meilleur choix.

Avant de choisir entre l'EPU 40 et 41, nous vous encourageons à contacter notre équipe pour discuter de chaque option.

Notre empreinte de micro-usines en croissance rendra les usines les plus avancées du monde accessibles à tous.

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