Filamento TPU em impressão 3D – utilização e propriedades num relance

TPU filament the all-rounder in 3D printing? Vantagens e desvantagens, propriedades, configurações da impressora e muito mais – aqui obtém uma visão geral do que a TPU pode fazer e onde o elastómero termoplástico é utilizado.

O que é o TPU Filament?

Para a impressão em 3D pode utilizar diferentes materiais de impressão, tais como filamentos de TPU. Se desejar informações mais detalhadas sobre este plástico composto, consulte o artigo “O que é filamento” da revista Threeedom.

Quando falamos de filamento TPU, referimo-nos ao elastómero termoplástico; poliuretano que pode ser moldado sem alterações químicas. A TPU traduz-se em poliuretano termoplástico. Este plástico é semelhante à borracha e, portanto, elástico. Este é um aspecto importante se quiser imprimir selos e coberturas para smartphones, entre outras coisas, com um aquecedor. Os responsáveis por isto são os sistemas multifásicos com fase dura termoplástica e a fase suave elastomérica. A fim de compreender todos os processos até ao resultado em pormenor, seria apropriado um diploma de física. Mas com o filamento TPU, os objectos 3D também podem, evidentemente, ser produzidos e moldados de forma flexível sem um diploma de física.

Vantagens Filamento TPU

É evidente que o filamento de TPU é um plástico extensível devido ao seu processamento flexível. A TPU pode ser processada sem problemas entre 220° e 250° de temperatura de impressão. No entanto, deve saber que a temperatura varia um pouco entre as ofertas dos diferentes fabricantes. Além disso, existem certos limites na impressão 3D que influenciam o processamento da TPU; estes incluem: a velocidade de impressão, a complexidade do objecto impresso (quanto maior, mais material é necessário para a estabilidade) e o tipo de impressora. Provavelmente a base mais importante para um resultado de impressão óptimo é o material polimérico TPU real. Como para todos os produtos, o mesmo se aplica aqui: A qualidade assegura a longevidade.

Se quiser utilizar filamento TPU no seu projecto, beneficiará da sua boa resistência às intempéries, alta estabilidade aos UV e alta resistência ao rasgamento e à abrasão. Mesmo após processamento, a TPU é resistente a gorduras e óleos, assim como a alguns solventes. Qualquer que seja a cor que escolher, desfrute da solidez da cor do poliuretano termoplástico!

Desvantagens – A TPU não vem em ouro que brilha

Como qualquer material de impressão, o filamento TPU tem algumas desvantagens. No entanto, as desvantagens dependem sempre do processamento real e das próprias necessidades do impressor.

Como se pode ver pelo título, a TPU não está disponível em ouro brilhante. Mas ainda se pode escolher entre as cores comuns: preto, branco, vermelho e azul. Alguns fabricantes fazem a milha extra e tornam o filamento convincente nas cores RAL (incluindo amarelo, verde, bronze). Se não encontrar o que procura, pode ter o material de impressão produzido na sua cor pessoal a partir da paleta RAL por um custo adicional.

Embora o filamento TPU possa ser processado para produtos de impressão versáteis em 3D, o poliuretano termoplástico não é seguro para os alimentos.

Outra desvantagem é o preço do filamento da TPU. Ao contrário do PLA, ABS ou filamento PETG, tem de pagar mais pela TPU. Começando com a cor de base branca, deve calcular entre 20 euros (500 g de bobina) e 32 euros (1000 g de bobina). Também não há limites máximos para o preço.

O que nunca devemos esquecer é a compatibilidade ambiental ou a sustentabilidade dos nossos produtos 3D. Embora a investigação já tenha dado grandes saltos nos últimos anos, o filamento da TPU ainda não é convincente.

Exemplos de aplicação – Para que pode ser utilizada a TPU?

O filamento TPU oferece uma vasta gama de aplicações na impressão 3D devido às suas vantagens. Isto significa que diferentes indústrias beneficiam do material de impressão flexível, que também é resistente à tracção e ao desgaste.

A TPU é particularmente adequada:

• para selos tridimensionais,
• para juntas e ligações flexíveis,
• como um elemento amortecedor e amortecedor.

A TPU é frequentemente utilizada na indústria do desporto. O plástico é dermatologicamente seguro e adequado para a produção de pulseiras de fitness, protectores e vedantes em equipamento de fitness, ajudas de treino e equipamento de água. É um desportista? Então conhece as elevadas exigências sobre o calçado desportivo. A TPU é particularmente adequada para a sua produção. Isto porque o plástico resiste à água e às baixas temperaturas, entre outras coisas.

Os engenheiros aeroespaciais descobriram o filamento TPU para o seu trabalho. Processam painéis de instrumentos e sensores feitos do elastómero termoplástico – uma boa base para a segurança aeroespacial. A indústria automóvel está a tirar partido das mesmas áreas. Os veículos estão equipados com alavancas, sensores e painéis de instrumentos com TPU, entre outras coisas.

Com que configurações é impresso o TPU?

Para a impressão 3D com TPU, devem ser feitas algumas configurações. No entanto, estes cenários são apenas uma indicação geral, uma vez que a qualidade do poliuretano termoplástico desempenha um papel decisivo:

• velocidade de impressão lenta (entre 15 e 20 mm/s)
• Se necessário, aumentar ligeiramente o factor de extrusão para assegurar uma ligação óptima das camadas e perímetros.
• Desactivação do retracto na impressora 3D para evitar estiramento e compressão no bico.

Um pré-requisito importante para a impressão de TPU é o sistema de extrusão apropriado que possa suportar a temperatura máxima de 250°.

O que precisa de ser tido em conta ao imprimir TPU?

Antes de começar com a impressão final da TPU, as impressões de teste são indispensáveis. O material de impressão varia de fabricante para fabricante, pelo que deve tentar a configuração de temperatura apropriada para o seu projecto. É útil experimentar as impressões de teste de 220° ascendendo a 250°. Mesmo que uma cama de impressão aquecida (heatbed) não seja um pré-requisito, a sua utilização até um máximo de 60° pode assegurar um resultado de impressão óptimo.

Cada extremidade de impressão 3D beneficia da flexibilidade do filamento da TPU. A utilização de um infill baixo é responsável por isto. Quando se trata de objectos mais rígidos, aumentar o infill é a coisa certa a fazer.

Para assegurar que pode sempre beneficiar da melhor qualidade do seu filamento TPU para impressão, deve assegurar-se de que é armazenado de forma impermeável e à prova de humidade. Sacos ou contentores a vácuo com tampas são adequados para tal.

A TPU é amiga do principiante?

É difícil dar uma resposta abrangente à questão da convivialidade de principiantes. Afinal, ainda nenhum mestre caiu do céu, e a impressão em 3D traz consigo alguns obstáculos para alguns projectos. No entanto, pode dizer-se que a impressão TPU é favorável ao principiante se as condições forem as correctas. Por isso, precisa da impressora 3D certa que possa processar o filamento TPU de forma óptima. Além disso, os pré-requisitos e configurações acima mencionados são decisivos, bem como o conhecimento sobre o processamento da TPU. E por último, mas não menos importante: a sua motivação e alguma paciência para realizar o projecto desejado.

A TPU pode ser colada?

Sim, a TPU pode ser colada. O plástico é resistente a arranhões e cortes. No entanto, tem uma pequena falha. O plástico flexível é difícil de usinar, pelo que faz sentido usar cola para um resultado de objecto. A colagem funciona melhor com cola de cianoacrilato; uma super cola transparente.

Para a colagem, as superfícies a serem coladas devem estar secas e livres de pó e gordura. Devem também ser um encaixe perfeito um com o outro. O adesivo funciona melhor quando aplicado finamente. Aplica-se o seguinte: quanto mais fina for a película adesiva, mais forte será o efeito.

É possível o pós-processamento do filamento de TPU?

O objecto é impresso, mas ainda precisa dos toques finais para uma superfície de aspecto uniforme? Com a técnica certa, a afinação é feita em poucos passos.

Afastámo-nos da maquinação da superfície TPU, utilizando em vez disso as nossas capacidades de rectificação manual e mecânica. A lixagem pode reduzir a rugosidade da superfície e contribuir para uma sensação agradável. No entanto, deve lixar com cuidado; aproximar-se sempre do objecto impresso com “luvas de criança”. Isto porque os processos de moagem geram calor através da fricção e, inversamente, ocorre a deformação do objecto. Use lixa, um Dremel com acessórios e vestuário de protecção como óculos de protecção e um respirador para lixar!

Qualquer pessoa que trabalhe com impressoras 3D já tem uma boa imaginação. Afinal de contas, o objecto já deve “aparecer” claramente antes da impressão. No entanto, as coisas por vezes acabam por ser diferentes do esperado e um pouco de cor pode fazer maravilhas. Um objecto com TPU pode ser encenado com tinta e verniz. A tinta acrílica e a tinta spray são as melhores opções para isto. Para a afinação de cores, também é necessário vestuário de protecção com óculos de protecção e máscara respiratória, bem como um spray adesivo para peças de plástico, para além de tinta e verniz.

Qual é a diferença entre TPU e TPE?

Se procurar informação sobre TPU, deparar-se-á quase automaticamente com TPE. TPE é a categoria principal “elastómero termoplástico”; TPU é um grupo principal relacionado e representa o poliuretano termoplástico. Não só os nomes diferem, mas também as suas áreas de aplicação na impressão 3D.

O TPE é utilizado principalmente nas indústrias automóvel e médica e é uma combinação convincente de borracha e plástico. O TPE também se encontra na indústria electrónica, por exemplo, como bainhas de cabos. A indústria do desporto depende, entre outras coisas, de tapetes de ioga feitos de TPE, que são livres de PVC e de outros plastificantes tóxicos. O material de impressão tipo borracha está disponível em muitas cores, tem uma menor dureza e uma resistência moderada a produtos químicos.

A TPU, por outro lado, é utilizada para capas de telemóveis, solas de sapatos, artigos desportivos (óculos de protecção e barbatanas) e painéis de instrumentos para automóveis, entre outras coisas. O plástico emborrachado a duro pode ter uma superfície lisa ou rugosa e é um material de impressão particularmente flexível. A selecção de cores da TPU é bastante pequena. A TPU tem elevada dureza e resistência à abrasão.