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Ultimaker材料帖 | 柔性材料的选择和使用大有学问

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柔性3D打印材料为设计师和工程师提供了很多可能性,能让公司内部发挥最大自由度轻松地生产复杂的弹性模型,并适用于各种应用——不管是制作具有弹性性质的原型,还是创建定制工具。

但是,对于新手3D打印用户而言,使用TPU和其他柔性材料进行打印可能会令人望而生畏,因为它们不像其他一些材料那样易于使用。

什 么 是 柔 性 材 料

 

柔性材料是兼具刚性塑料和橡胶性能的材料。这种混合物称为热塑性弹性体(TPE)。热塑性弹性体的表现与橡胶类似,可以在不破裂的情况下进行较大程度的拉伸和扭曲。
现在市面上有各种柔性材料可供选择,并具有不同的弹性。最常用的是热塑性聚氨酯(TPU)。

柔 性 材 料 的 优 缺 点

 

柔性3D打印材料为用户提供了一些切实的好处,例如:

1⃣️弹性大 – 如果您需要可以拉伸、制动和弯曲的材料,这就是一个理想的选择。

2⃣️耐冲击性 – 即使受到重大的冲击,通常使用弹性材料打印的产品都不会变形。

3⃣️振动少 – 软橡胶类材料可减轻振动,可用于机械或工业应用的零件。 

但是,柔性材料也有一些缺点,例如:

1⃣️更难打印 – 如果您习惯使用PLA进行打印,则需要适应TPU等弹性材料的不同特性。打印时可能会出现拉丝现象,使其不适用于打印对美观又高要求的应用。而且,打印桥接悬空部分也会比较困难。

2⃣️后期处理 – TPU通常为成品打印最常用的选择,因为它需要较少的后处理。

柔 性 材 料 类 型 及 选 择

 

如今市面上有多种弹性材料可供选择。

这是Ultimaker提供的材料的框架,或借助预配置打印文件的帮助在Ultimaker 3D打印机上轻松使用不同的打印材料。

柔 性 材 料 的 常 见 应 用

 

👇以下是几种可以使用TPU之类的材料进行打印的应用

功能原型 & 拟合测试制造具有弹性特性的产品或零件,就需要设计人员通过逼真的灵活性来测试其功能。例如手机壳或密封垫。

定制工具柔性材料可以创建带有延展性特性的工具。例如手柄或夹持器零件。

最终用途零件软橡胶类材料的性能非常适合许多可用或备用零件。特别是像TPU这样的材料可以提供较软的接触点,从而避免机械损坏生产线上的货物。

应 用 柔 性 材 料 的 常 见 行 业

 

随着3D打印材料类型的数量增加,柔性材料在各种行业中的普及率越来越高。

在汽车工业中,汽车面板和车轮在组装过程中通常必须承受冲击,但是任何损坏都可能导致昂贵的报废成本。当使用3D打印的定制工具时,使用柔性材料可以减少刮伤车辆零件的风险,这样可以更快,更低成本地进行生产。

用于精确放置汽车标志的工具,其TPU侧面可实现软接触

在消费品中,产品包装线也有类似的需求。下图中的蓝色备件是由喜力啤酒在其塞维利亚的啤酒厂使用TPU 95A进行3D打印的,有助于将啤酒瓶包装直接放在传送带上。

在产品和工业设计中,柔性材料可用于测试许多原型,比如自行车手柄或机器部件。

使 用 柔 性 材 料 的 硬 件 要 求

 

市面上有很多可供选择的不同种类的TPU和TPE材料,所以每一种材料的打印要求都会有所不同。

以Ultimaker 3D打印机举例,Ultimaker 2+,Ultimaker 3和所有S系列的3D打印机均支持Ultimaker TPU 95A。


使用Ultimaker TPU 95A进行打印时,您需要满足以下硬件要求:

1⃣️温度 – 盖板应未加热或最高至70°C,喷嘴温度应在220到235°C之间

2⃣️冷风扇 – 您还需要在3D打印机中安装一个散热风扇,以获得最佳打印效果

3⃣️粘合方法 – 在大多数情况下,成功打印并不需要额外的粘合剂,但我们依然建议您在玻璃盖板上涂上一层胶水或Magigoo Flex 使用柔性材料进行3D打印并不需要一个封闭的环境。但封闭构建室可以使其更加稳定,从而有助于保持稳定的工作环境。

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