Revisión práctica: Filamento de TPU

De todos los materiales de BigRep que estamos revisando, probablemente yo era el más ansioso por el TPU, un material altamente flexible. He usado varias marcas de TPU en el pasado y tuve mucho éxito imprimiendo piezas flexibles. También he tenido muchas impresiones fallidas y con manchas con TPU, así como boquillas y filamentos obstruidos que se enrollan alrededor del engranaje de transmisión. Puede ser un material frustrante.

Los materiales de impresión 3D flexibles realmente han ampliado la gama de impresoras 3D de escritorio y profesionales, lo que permite a las pequeñas empresas fabricar prototipos y piezas funcionales que normalmente se fabricarían con caucho mediante el costoso proceso de moldeo por inyección. Entonces, ¿es el TPU de BigRep un material para que los profesionales fabriquen juntas, amortiguadores de sonido y vibraciones, sellos, moldes, amortiguadores y más, o es un dolor de cabeza en un carrete que entrega piezas feas y boquillas obstruidas? ¡Lo averiguaremos hoy!

El filamento de TPU BigRep está enrollado, así como todos los demás materiales que hemos revisado de BigRep, es decir, perfectamente. Es increíblemente flexible y aparentemente imposible de romper; también es algo elástico. El empaque indica que el material es sensible a la humedad y debe almacenarse en un lugar seco.

Se utilizaron configuraciones de TPU estándar en Cura para cargar e imprimir el material en una Ultimaker S5 . Las dos primeras impresiones se imprimieron con capas de 0,15 mm y el resto se imprimieron en 0,2 mm. Imprime bien a 225 ° C en una cama de 60 ° C; las mayores diferencias en la configuración de impresión para TPU son velocidades de impresión más lentas (25 mm / s) y una mayor distancia de retracción debido a las características de compresión mencionadas anteriormente. ¡A Benchy !

Coloréame sorprendido. Esta es, a pasos agigantados, la impresión de TPU más bonita que he producido hasta la fecha. Sé que hemos establecido el listón de calidad muy alto con otros materiales, por lo que puede que no se vea tan bien como los materiales rígidos, pero eso es principalmente un problema de textura / iluminación. Al mirar el frente del arco, la suavidad de las paredes es evidente. Asimismo, las esquinas de los pilares son rectas y los pequeños detalles están presentes. Hay algunas cuerdas tenues pero nada que no se pueda quitar fácilmente.

¡Y ninguno de los otros Benchies puede hacer eso! Nunca envejece. Siempre vuelve a su forma. Opté por la prueba de tortura más pequeña para este material, ya que refleja mejor sus capacidades.

Esta impresión hace un gran trabajo al mostrar el acabado distintivo del material, que personalmente disfruto. Tiene un toque profesional. Las esquinas de la plaza son increíblemente afiladas y los pilares se sostienen hasta una flexión extrema sin romperse ni deformarse. Los agujeros hexagonales y circulares salieron bien y el arco es muy bueno hasta la parte superior donde luchó ligeramente en la parte inferior del puente. El único otro problema es un ligero encordado entre los pilares, algo que es casi imposible de evitar con materiales flexibles. Eso no quiere decir que el encordado no pueda reducirse aumentando la retracción en los parámetros de impresión. La configuración predeterminada se utilizó para mantener la coherencia y producir resultados que los usuarios típicos pueden esperar. El problema debajo del arco me tenía preocupado por la prueba de puente , y por una buena razón.

Hacer puentes es algo complicado. Si observa una impresora 3D cuando se conecta con un material rígido como PLA, verá que sucede algo fascinante. Cuando la corriente de plástico fundido se expulsa al aire desde el primer lado del puente, inicialmente se hunde un poco. Después de que la boquilla conecta la línea al otro lado del puente, la línea se enfría y se contrae, apretándose hasta una línea recta con poco o ningún pandeo. Solo funciona bien si la impresora imprime lo suficientemente rápido como para superar el tiempo de enfriamiento del material. Con TPU, las velocidades de impresión lentas se utilizan específicamente para permitir un enfriamiento adecuado porque es un material más suave y cada capa aún debe ser lo suficientemente firme para soportar la siguiente capa. Manejó bastante bien los puentes de 6 mm de Benchy, pero cruzar cualquier cosa de más de 12 mm será difícil con la configuración de impresión estándar. Aún así, la impresión no falló y la calidad del resto de la impresión no se vio afectada por el puente deficiente, por lo que es una victoria.

Realicé pruebas de adhesión de capas rompiendo tres barras de tracción verticales en una escala colgante. Se rompieron a 25 libras, 30 libras y 30 libras, por un promedio de 28,3 libras, menos de lo que esperaba para un material tan resistente.

La prueba de deflexión por calor de una barra rectangular fue más prometedora. Además, veamos las otras barras de prueba hacer esto:

• Dimensiones originales: 20,15 mm x 119,9 mm x 5,74 mm
• Dimensiones posteriores al recocido: 20,1 mm x 119,5 mm x 5,74 mm

Eso prácticamente no cambia después de haber sido expuesto a 170 ° F / 76,6 ° C, lo que significa que el material debería resistir bien en aplicaciones calientes.

Para demostrar realmente lo que se puede hacer con este TPU, busqué otro material: resina epoxi. Recientemente he estado experimentando con piezas de técnica mixta impresas en 3D y de resina, y cuando imprimo con materiales rígidos como PLA, la resina y el PLA se unen permanentemente a medida que la resina se cura en un sólido. Es posible usar PLA para hacer moldes para resina, pero el PLA debe romperse para sacar la pieza de resina. Esperaba que el TPU me permitiera imprimir moldes reutilizables para resina. No pude encontrar a nadie en Internet imprimiendo moldes de TPU para resina. No es buena señal.

¡Pero he aquí que realmente funcionó! Ni siquiera lo rocié con desmoldeante (spray para cocinar) antes de verter la resina porque lo olvidé por completo. Pero después de dejar que la resina se curara durante un día, doblé uno de los bordes hacia abajo y salió. La pieza de resina necesitará un poco de lijado y pulido para que realmente brille, pero el molde impreso está listo para la segunda ronda. Una lección importante que aprender aquí es no dejar que la falta de resultados en Google le impida intentar algo interesante. Puede que funcione, y no hay nada como descubrir algo a través de la experimentación a la antigua. Definitivamente agregaré esto a mi kit de herramientas, y escribiré un tutorial sobre la impresión de moldes de TPU en un futuro cercano, así que mantén los ojos bien abiertos para eso.

Conclusión

Este material es delicioso. Claro, no es muy bueno para hacer puentes y se encadena un poco. Esos no son factores decisivos cuando marca todas las demás casillas y crea casillas de las que la mayoría de los otros materiales nunca han oído hablar. Es fácil de imprimir, ya que no se pelaron las piezas y no hubo problemas de extrusión. Es estéticamente agradable. Es resistente y resistente a los impactos (dejé caer todas las impresiones en baldosas y ninguna sufrió daños). Puede soportar el calor. Lo mejor de todo es que se dobla, suaviza, estira, flexiona y retuerce. Eso abre la puerta a casos de uso que los materiales rígidos simplemente no pueden manejar, especialmente con una impresión consistente y repetible como la que experimenté al usar el material. Los ingenieros y diseñadores profesionales sin duda pueden beneficiarse de tener acceso a un material similar al caucho imprimible en 3D en el TPU de BigRep.