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SLS打印TPU

MJF工藝惠普彈性TPU

在本文中，魔猴網(wǎng)將和大家一起看一種特殊的3D打印材料：柔性長(zhǎng)絲—熱塑性聚氨酯（通常稱為TPU）。主要了解這種材料的特性、主要應(yīng)用、TPU打印部件的優(yōu)缺點(diǎn)以及用它打印的理想3D模型。

本文還將介紹使用TPU打印時(shí)可能遇到的主要問(wèn)題及其解決方法。

1、什么是TPU？

PU只需修改其打印參數(shù)即可提供多功能性！（來(lái)源：Alejandro Benítez通過(guò)All3DP；模型：MatterHackers）

TPU是FDM打印機(jī)最常見的3D打印材料之一。作為一種柔性材料，它以彈性、減震性、耐熱和耐化學(xué)性而聞名。此外，它是最耐用的材料之一，并且比PLA和PETG等剛性材料具有更大的層粘合性。這些獨(dú)特的特性使其非常適合廣泛的應(yīng)用。

TPU和其他柔性長(zhǎng)絲通常通過(guò)其抗變形能力來(lái)定義，即其肖氏硬度。肖氏硬度范圍為0至100。數(shù)字越大，材料越硬，因此柔性越差。

TPU的硬度通常在85A到95A之間，是柔性細(xì)絲中最堅(jiān)硬的一種。數(shù)字旁邊的字母表示塑料的類型。肖氏A級(jí)硬度用于軟橡膠、彈性體和天然橡膠。

處理TPU時(shí)要記住的另一個(gè)方面是其吸濕性，這意味著它會(huì)從環(huán)境中吸收大量水分。為了解決這個(gè)問(wèn)題，您可以使用干燥箱，加熱細(xì)絲以除濕并準(zhǔn)備打印。

2、應(yīng)用

一點(diǎn)緩沖墊可能會(huì)很有用（來(lái)源：BCN3D）

眾所周知，TPU打印部件往往具有彈性、柔韌性和回彈性。根據(jù)應(yīng)用情況，這些特性可能成為優(yōu)勢(shì)或劣勢(shì)。最適合TPU的部件是那些應(yīng)承受惡劣環(huán)境或預(yù)計(jì)會(huì)暴露于持續(xù)壓力或拉伸條件下的部件。

例如，TPU打印的儀表（一種在執(zhí)行制造任務(wù)時(shí)有用的定位工具）可受益于TPU的彈性。通過(guò)修改填充密度，您可以改變部件的剛度，使其成為一種動(dòng)態(tài)工具。日產(chǎn)利用了這一特性，并實(shí)施了擋風(fēng)玻璃定心儀表裝置，用于確保汽車支柱之一與擋風(fēng)玻璃之間的正確距離。

然而，TPU的彈性并不適合所有用例。例如，日產(chǎn)在制造過(guò)程中還使用下鉆定位工具，并向操作員指示鉆頭的位置。該工具需要?jiǎng)傂圆牧?，以避免由于打印部件的彎曲或扭轉(zhuǎn)而導(dǎo)致錯(cuò)位。

3、TPU的問(wèn)題

你需要運(yùn)行多次迭代才能找到適合你的打印機(jī)的設(shè)置（來(lái)源：Lucas Flies Rockets）

使用TPU進(jìn)行打印肯定比使用PLA進(jìn)行打印更棘手。雖然翹曲不是與TPU相關(guān)的常見問(wèn)題，但當(dāng)您開始使用這種材料進(jìn)行打印時(shí)，可能會(huì)（并且將會(huì)出現(xiàn)）出現(xiàn)其他復(fù)雜情況，包括堵塞、拉絲和擠出不足等（我們將在下文中詳細(xì)介紹這些問(wèn)題）。其中一些問(wèn)題與打印機(jī)的物理配置有關(guān)，而擠出機(jī)和熱端是造成這些問(wèn)題的主要部件。

此外，TPU的打印設(shè)置非常特殊，必須在切片軟件中修改這些設(shè)置才能成功打印這種材料。其中一些設(shè)置比其他設(shè)置更明顯，例如打印溫度和打印速度，而其他設(shè)置則不太常見，例如回縮距離和回縮速度。事實(shí)上，這可能是你第一次聽說(shuō)它們。

常見打印問(wèn)題

使用TPU打印時(shí)，拉線將是你打贏的第一場(chǎng)戰(zhàn)役（來(lái)源：bmc3d通過(guò)Prusa研究論壇）

修改切片機(jī)中TPU配置文件的設(shè)置后，您仍需要測(cè)試它們。在測(cè)試過(guò)程中，請(qǐng)注意打印質(zhì)量。打印過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。我們總結(jié)了最常見的問(wèn)題，并將為您提供一些克服這些問(wèn)題的技巧。

穿線

當(dāng)打印頭移動(dòng)到下一個(gè)打印位置時(shí)，如果在非打印時(shí)刻噴嘴中有熔融材料，就會(huì)發(fā)生拉絲現(xiàn)象。它由打印件上留下的細(xì)小拉絲組成，打印完成后很難去除。

造成此問(wèn)題的主要原因是，在移動(dòng)到下一個(gè)打印位置之前，擠出機(jī)中的細(xì)絲回縮不夠。只需簡(jiǎn)單調(diào)整回縮速度和距離即可解決問(wèn)題。但是，如果您使用的是帶有Bowden擠出機(jī)的打印機(jī)，而不是帶有直接擠出機(jī)的打印機(jī)，則這可能更難實(shí)現(xiàn)。

堵塞

由于TPU是一種比PLA或PETG更脆弱的材料，因此更容易發(fā)生堵塞。無(wú)論是部分堵塞還是完全堵塞，都會(huì)影響打印質(zhì)量。堵塞的發(fā)生是因?yàn)椴牧峡ㄔ趪娮旎驘岫耍@種情況的發(fā)生可能由多種原因引起。一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案就是所謂的“冷拉”。如果發(fā)生更嚴(yán)重、更難清除的堵塞，您可能需要選擇更換新的噴嘴。

許多打印問(wèn)題與溫度有關(guān)，尤其是TPU（來(lái)源：heiko-2通過(guò)Prusa研究論壇）

擠壓不足

擠出不足是使用TPU打印時(shí)最常見的問(wèn)題之一。其特點(diǎn)是打印層之間有間隙。雖然最簡(jiǎn)單的證據(jù)可以在打印的后期階段發(fā)現(xiàn)，但您不必等到打印完成或進(jìn)行到相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間后才發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題：噴嘴中的咔嗒聲就是一個(gè)跡象。

雖然擠出不足的原因有很多，但對(duì)于TPU，您需要特別注意吸濕性。正如我們上面提到的，吸濕性材料是指那些傾向于從環(huán)境中吸收濕氣的材料。這意味著細(xì)絲中的微小水泡在通過(guò)噴嘴時(shí)會(huì)蒸發(fā)，從而在打印件中留下間隙。為了解決這個(gè)問(wèn)題，請(qǐng)確保在使用前將細(xì)絲干燥，然后將其存放在真空密封袋中。

痘痘和粉刺

這是打印時(shí)過(guò)多材料通過(guò)噴嘴的后果，也稱為過(guò)度擠出。發(fā)生這種情況的主要原因是熱端溫度過(guò)高。如果您遇到此問(wèn)題，請(qǐng)嘗試以5°C的遞減量降低溫度。

打印溫度塔可以幫助您找到所用燈絲的合適溫度。此測(cè)試打印還可以幫助您調(diào)整打印設(shè)置以避免出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象。

4、打印移除和后處理

您需要一把刮刀來(lái)安全地從底板上取下打印部件（來(lái)源：eirawyn via Reddit）

正如我們之前所說(shuō)，使用TPU獲得良好的第一層并不像打印完成后將其從板上分離那么困難?？梢允褂萌嵝云?，但這取決于最終部件的剛度。薄部件（如智能手機(jī)外殼）更靈活，可以輕松從剛性板上取下。

另一方面，較硬的部件表現(xiàn)得更像剛性部件，從剛性板上取下它們會(huì)更困難。能夠彎曲板材可以幫助開始移除部件，但您可能需要刮刀才能成功移除TPU打印部件。

至于后處理，TPU是一種不需要任何額外處理的材料。PLA和ABS等細(xì)絲可以使用不同的技術(shù)進(jìn)行平滑處理，但TPU用途不大。但是，您可以為TPU打印件涂漆，但必須小心使用正確類型的油漆，一種專為柔性材料設(shè)計(jì)的油漆。這種特定類型的油漆應(yīng)隨著部件彎曲而彎曲，而不會(huì)開裂。

另一個(gè)后處理步驟是使用熱風(fēng)槍輕松去除最終打印件上的細(xì)絲。您可能想用吹風(fēng)機(jī)代替熱風(fēng)槍。但是，吹風(fēng)機(jī)不能熔化塑料，因此您可能需要多次吹干，而且即使這樣，也可能無(wú)法達(dá)到去除所有細(xì)絲所需的溫度。

編譯整理：ALL3DP