3D Stisk
Domů
Služby
    TPE vs TPU: flexibilní filamenty a jak je správně tisknout

    TPE vs TPU: ibilní filamenty a jak je správně tisknout

    Flexibilní filamenty umí věci, které z PLA ani PETG jednoduše nevytisknete: měkká těsnění, pružné krytky, tlumicí nožičky, ochranné rohy, gripy, pásky, průchodky nebo díly, které se mají ohnout místo prasknout. Zároveň ale platí, že se nechovají jako běžný tvrdý plast. V extruderu se stlačují, rády navlhnou, špatně snášejí příliš rychlé pohyby a při špatném nastavení umí ucpat hotend nebo se namotat kolem podávacích koleček.

    Nejdůležitější je vybrat správný typ a tvrdost. Nápis TPE nebo TPU na cívce sám o sobě neříká všechno. Pro tisk je často důležitější údaj Shore A, konstrukce extruderu a to, jak pomalu a rovnoměrně materiál do trysky tlačíte.

    Co znamená TPE a TPU

    Vizuální porovnání cívek ibilního filamentu TPU a TPE pro 3D tisk

    TPE je širší skupina termoplastických elastomerů. Jsou to materiály, které se chovají gumově, ale při zahřátí je lze zpracovat podobně jako běžné termoplasty. TPU je konkrétnější podtyp TPE, přesněji termoplastický polyuretan.

    V praxi to znamená jednoduché pravidlo: každý TPU patří do rodiny TPE, ale ne každý TPE je TPU. Filament prodávaný jako TPE bývá často měkčí, pružnější a gumovější. Filament prodávaný jako TPU bývá obvykle tužší, odolnější proti oděru a o něco snazší na tisk.

    Proto se pro první pokus s ibilním materiálem vyplatí začít s TPU 95A nebo 98A. Pořád je pružný, ale extruder ho zvládá tlačit podstatně lépe než velmi měkké materiály kolem 80A nebo níže.

    Shore tvrdost: číslo, které rozhoduje

    Graf vztahu mezi tvrdostí Shore A a pevností v roztržení u pružných TPU materiálů

    Oranžový TPU filament s označením tvrdosti Shore A 95A a ukázkami pružných vytištěných dílů

    Shore A popisuje, jak snadno se materiál promáčkne. Čím nižší číslo, tím měkčí a gumovější díl. Čím vyšší číslo, tím pevnější a snáze tisknutelný filament.

    Tvrdost Pocit v ruce Tisknutelnost Typické použití
    98A téměř polotuhý nejjednodušší krytky, ochranné díly, tlumicí nožičky
    95A pružný, ale stále dobře vedený dobrá volba pro začátek pouzdra, průchodky, držáky, měkčí mechanické díly
    90A znatelně gumový vyžaduje pomalejší tisk gripy, měkké dorazy, těsnění
    85A velmi pružný ideálně direct drive pásky, měkké návleky, ergonomické díly
    80A a méně velmi měkká guma náročné speciální měkké aplikace, experimentální díly

    Pokud řešíte hlavně odolný funkční díl, zvolte spíše TPU 95A. Pokud chcete měkký úchop, těsnění nebo díl, který se má výrazně deformovat, dává smysl TPE nebo měkčí TPU. Počítejte ale s tím, že měkčí materiál bude potřebovat nižší rychlost, kratší retrakce a lépe vedenou filamentovou dráhu.

    TPE vs TPU v praxi

    Flexibilní pouzdro na telefon vytištěné z TPU jako praktický příklad použití pružného filamentu

    TPU je lepší volba, když má díl vydržet opakované ohýbání, tření, nárazy nebo běžné provozní zacházení. Hodí se na ochranné rohy, nožičky pod stroje, podložky, pouzdra, průchodky kabelů, pružné držáky, kryty hran a díly do dílny. Zachovává lepší tvarovou stabilitu a lépe odpouští nepřesné nastavení tiskárny.

    TPE zvolte, když je prioritou měkký dotyk, komfort a vysoká pružnost. Dává smysl u gripů, návleků, jednoduchých těsnění, měkkých dorazů, pásků nebo dílů, které mají připomínat gumu více než plast. Slabší stránkou bývá horší přesnost, pomalejší tisk a vyšší citlivost na vedení filamentu.

    Pro e-shopový výběr je dobré zákazníkovi položit tři otázky: Má být díl hlavně odolný, nebo hlavně měkký? Má se ohnout trochu, nebo hodně? Tiskne na direct drive, nebo na Bowdenu? Odpovědi často rozhodnou rychleji než samotný název materiálu.

    Jakou tiskárnu potřebujete

    Nejlépe funguje direct drive extruder, protože filament má krátkou cestu od podávacích koleček k trysce. Měkký materiál se méně kroutí, méně pruží v bowdenové trubičce a reakce na retrakce jsou předvídatelnější.

    Bowdenová tiskárna není automaticky vyřazená, ale držte se tvrdšího TPU 95A nebo 98A, snižte rychlost a nepřehánějte retrakce. Čím delší a hůře vedená cesta filamentu, tím větší riziko, že se materiál v trubičce stlačí jako pružina a průtok začne kolísat.

    U každé tiskárny pomůže:

    • vyčistit trysku před tiskem, ideálně cold pullem, pokud se objevují nepravidelnosti,
    • povolit přítlak podávacích koleček tak, aby filament neprokousla,
    • odstranit ostré hrany a mezery v cestě filamentu,
    • vést cívku s co nejmenším odporem,
    • netisknout přes dlouhé komplikované vedení, pokud to jde obejít.

    Výchozí nastavení pro TPU 95A

    Berme je jako startovací profil, ne jako univerzální pravdu. Každá značka a každá tiskárna může chtít drobnou úpravu.

    Nastavení Doporučený začátek
    Teplota trysky 220 až 240 °C
    Teplota podložky 40 až 60 °C, u některých povrchů i bez ohřevu
    Rychlost vnějších stěn 15 až 25 mm/s
    Rychlost výplně 20 až 35 mm/s
    Maximální objemový průtok přibližně 1,5 až 3 mm3/s podle tvrdosti a hotendu
    Výška vrstvy 0,2 mm jako bezpečný začátek
    Retrakce direct drive 0,2 až 1 mm
    Retrakce Bowden co nejnižší funkční hodnota, často 1 až 3 mm
    Ventilátor nízký až střední, podle převisů a přilnavosti vrstev
    Brim vhodný u úzkých, vysokých nebo měkkých dílů

    U měkčích TPE a TPU 85A začněte ještě pomaleji. Rychlost 10 až 20 mm/s není chyba, ale často rozdíl mezi stabilním tiskem a zaseknutým filamentem.

    Sušení a skladování

    Flexibilní filamenty jsou hygroskopické. Pohlcují vlhkost ze vzduchu a pak se při tisku chovají neklidně. Typické příznaky jsou praskání v trysce, bublinky na povrchu, matné mapy, nadměrné stringování a horší pevnost mezi vrstvami.

    Novou cívku se vyplatí před důležitým tiskem vysušit, i když byla zatavená. Pro většinu TPU je bezpečný orientační začátek 50 až 60 °C po dobu 4 až 8 hodin. Vždy ale zkontrolujte doporučení výrobce konkrétního filamentu, protože některé směsi snesou více a jiné méně. Po vysušení skladujte cívku v uzavřeném boxu se silikagelem. U delších tisků pomáhá tisk přímo ze suchého boxu.

    Přilnavost k podložce

    TPU a TPE se často drží podložky až příliš dobře. Na hladkém PEI, skle nebo podobně přilnavém povrchu může být lepší použít tenkou vrstvu lepidla ne kvůli lepšímu přichycení, ale jako separační vrstvu. Díl pak sundáte snáz a snížíte riziko poškození tiskové plochy.

    První vrstva má být pomalejší a spíš jemně položená než rozmáčknutá. Příliš nízká tryska zvyšuje tlak v hotendu, což u ibilních materiálů rychle vede k podextrudování nebo zaseknutí v extruderu. Pokud máte u PLA rádi silně přimáčknutou první vrstvu, u TPU trochu uberte.

    U malých dílů obvykle stačí skirt. U vysokých úzkých dílů, tenkých těsnění nebo objektů s malou kontaktní plochou přidejte brim. Raft používejte jen výjimečně, protože pružné podpůrné struktury se odstraňují hůř než u tvrdých materiálů.

    Slicer: co změnit jako první

    Nejprve nastavte nízkou rychlost a stabilní průtok. U moderních rychlých tiskáren nestačí jen snížit rychlost ve viditelných políčkách. Zkontrolujte také maximální objemový průtok materiálu. Pokud je příliš vysoko, slicer může v některých úsecích stále plánovat víc materiálu, než filament zvládne stabilně dodat.

    Retrakce držte nízko. Flexibilní filament se při zatažení natahuje a stlačuje, takže dlouhá retrakce nemusí odstranit stringování a místo toho zvýší riziko ucpání. Začněte s malou hodnotou, otestujte věžičku nebo jednoduchý model se dvěma sloupky a dolaďujte po malých krocích.

    Zrychlení a jerk také snižte. Prudké změny pohybu mohou způsobit kolísání tlaku v trysce a horší rohy. Pro hezčí povrch často pomůže konzistentní pomalý tisk víc než agresivní ladění retrakcí.

    Počet stěn a výplň přímo mění výslednou pružnost. Více perimetrů, více horních a spodních vrstev a hustší výplň vytvoří tužší díl. Pokud chcete měkkou součástku, zkuste dvě stěny, nižší výplň a vzor, který dovolí deformaci. Pokud chcete odolnou podložku nebo doraz, přidejte stěny a výplň.

    Nejčastější problémy a rychlé opravy

    Problém Pravděpodobná příčina Co zkusit
    Filament se namotá u koleček moc velký přítlak, vysoká rychlost, měkký materiál povolit přítlak, zpomalit, zkontrolovat vedení filamentu
    Podextruze po pár minutách příliš vysoký průtok nebo odpor v hotendu zvýšit teplotu o 5 °C, snížit rychlost, vyčistit trysku
    Hodně vláken mezi částmi vlhký filament nebo nevhodná retrakce vysušit cívku, snížit teplotu, ladit retrakce po malých krocích
    Díl nejde sundat z podložky TPU se přilepilo příliš silně příště použít separační vrstvu a nechat podložku vychladnout
    Povrch má bublinky vlhkost v materiálu vysušit filament a skladovat ho v suchu
    Díl je moc tuhý příliš mnoho stěn nebo výplně snížit počet perimetrů, ubrat výplň, zvolit měkčí Shore
    Díl je moc měkký málo materiálu v konstrukci přidat stěny, zvýšit výplň, zvolit tvrdší TPU

    Jak navrhovat díly z ibilního filamentu

    U pružných materiálů nemyslete jen na materiál, ale i na geometrii. Tenká stěna z TPU 95A může být příjemně měkká, zatímco masivní blok ze stejného materiálu bude překvapivě tuhý. Naopak měkký TPE s vysokou výplní může být funkční, ale tiskově náročný.

    Pro těsnění používejte jednoduché profily, dostatečnou šířku a spíš zaoblené hrany. Pro tlumicí nožičky se osvědčí dutiny, mřížky nebo nižší výplň, aby měl díl kam pružit. U ochranných krytek přidejte sražení hran a nepřehánějte přesné zacvakávací detaily, protože ibilní materiál nemá tak ostrou odezvu jako PETG nebo ABS.

    Podpěry plánujte opatrně. Flexibilní podpěry se odstraňují hůř a mohou poškodit povrch. Když to jde, otočte model tak, aby tiskl bez podpor, nebo přidejte vlastní odlamovací prvky s větší vůlí.

    Doporučený postup pro první tisk

    1. Vyberte TPU 95A nebo 98A.
    2. Vysušte cívku a připravte suché skladování.
    3. Vyčistěte trysku a zkontrolujte, že se filament nikde nezadrhává.
    4. Nastavte rychlost kolem 20 mm/s a nízké retrakce.
    5. Použijte jednoduchý testovací model: tenkou podložku, průchodku nebo malý držák.
    6. Po prvním tisku upravte jen jednu věc najednou: teplotu, retrakci, rychlost nebo přítlak extruderu.
    7. Až profil funguje, teprve potom tiskněte větší díl.

    Shrnutí

    TPU je pro většinu uživatelů nejlepší vstup do světa ibilních filamentů. Tvrdosti 95A a 98A nabízejí dobrý poměr pružnosti, odolnosti a tisknutelnosti. TPE a měkčí TPU dávají smysl tam, kde potřebujete opravdu gumový pocit, měkký úchop nebo výraznou deformaci, ale vyžadují pomalejší tisk a lépe připravenou tiskárnu.

    Největší rozdíl ve výsledku obvykle neudělá jedna tajná hodnota ve sliceru, ale součet základů: suchý filament, krátká a hladká cesta k trysce, nízká rychlost, rozumná teplota, malá retrakce a vhodná konstrukce modelu. Když tyto body uhlídáte, ibilní materiály se z náročné speciality změní v praktický nástroj pro díly, které mají pružit, tlumit a vydržet.

    Oblíbené produkty