„Soft Power“ freisetzen! Alles über eSUNs flexible 3D-Druckmaterialien und -Anwendungen

In den letzten Jahren haben sich flexible 3D-Druckmaterialien aufgrund ihrer hervorragenden Duktilität, Schlagfestigkeit und Verschleißfestigkeit zu einer wichtigen Wahl in der industriellen Fertigung, der Medizin und der Unterhaltungselektronik entwickelt.

Der beschleunigte Prozess der „Desktop-Industrialisierung“ wird die Popularisierung der verteilten Fertigung und der personalisierten Produktion weiter fördern und gleichzeitig die Anwendung und Entwicklung flexibler 3D-Druckmaterialien in der Produktion und im täglichen Leben der Menschen beschleunigen.

Das flexible Materialportfolio von eSUN umfasst eine breite Palette an TPU- und TPE-Materialien, wie z. B. TPU-95A, TPU-90A, TPU-87A, TPU-85A, TPE-83A, TPU-64D, TPU-HS, TPU-LW, TPU-Temp Color Change usw.

Anwendungen flexibler 3D-Druckmaterialien

1.Individuelle Prothesen und Orthesen

Aufgrund seiner individuellen Anpassungsvorteile eignet sich der 3D-Druck besonders für medizinische und Rehabilitationsanwendungen.

Prothesen, Protheseneinlagen oder Einlegesohlen, die mit TPU-Materialien bedruckt sind, passen sich den menschlichen Kurven besser an, bieten eine gute Elastizität und ein angenehmes Tragegefühl und sind daher ideal zum Tragen.

TPU-Materialien können auch zur Herstellung dynamischer Orthesen verwendet werden, wobei durch 3D-Druckstrukturen mit variabler Steifigkeit eine intelligente mechanische Anpassung während der Rehabilitation erreicht wird.

2. Industrielle Fertigung: Stoßdämpfende Komponenten und Dichtungen

In der industriellen Fertigung können aus flexiblen 3D-Druckmaterialien beispielsweise Stoßdämpfer, Dichtungsringe oder Schutzhüllen hergestellt werden.

Im Bereich intelligenter Roboter können beispielsweise bioinspirierte Tentakel, die mit weichen TPU-Materialien gedruckt sind, einen Biegeradius von 1,2 erreichen.

Darüber hinaus können flexible Materialien für die Serienproduktion flexibler Vorrichtungen und Industriedichtungen verwendet werden.

3. Unterhaltungselektronik: Stoßfeste Hüllen und flexibles Zubehör

Dank der Flexibilität und Stoßfestigkeit von TPU-Materialien werden sie häufig zur individuellen Gestaltung flexibler Schutzhüllen und stoßfester Komponenten verwendet.

Beispielsweise verwenden die US-Kunden von eSUN TPU-Materialien zur Herstellung von Halterungen und Schutzausrüstung für elektrische Einräder, die sowohl Härte als auch Komfort bieten.

TPU kann auch zum Drucken von Teilen verwendet werden, die an Stoßstangen von Elektrofahrzeugen befestigt werden, um Stöße zu absorbieren und so Stoßstangenschäden und Verletzungen zu reduzieren oder zu verhindern.

4. Mode und Schuhe: Maßgefertigte Sohlen und Sportschuhe

Die Entwicklung des 3D-Drucks im Mode- und Wearable-Bereich beschleunigt sich.

Mithilfe flexibler 3D-Drucktechnologie können Benutzer Sportschuhe, Sandalen, Rucksäcke, Kleidung und Uhrenarmbänder herstellen.

Im Schuhbereich verbessern 3D-gedruckte Hochleistungslaufschuhe mit Wabenstruktur die Rückfederung und reduzieren gleichzeitig das Gesamtgewicht.

 

Neue flexible 3D-Druckmaterialien von eSUN

Vor Kurzem wird eSUN drei neue Materialien auf den Markt bringen: TPU-90A, TPU-85A und TPU-64D.

Diese Materialien bieten hervorragende Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit und eignen sich daher für Stoßdämpfungs- und Soft-Support-Modelle. Sie unterstützen außerdem die hybride Schnellfertigung (Kombination von weichen und harten Materialien) auf Geräten wie dem Bambu Lab H2D.

1.TPU-90A

TPU-90A vereint flexible Haptik mit hoher Härte und bietet hervorragende Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit. Es eignet sich ideal für Schuhe und Reifen, die Flexibilität und Festigkeit erfordern.

2. TPU-85A

TPU-85A ist weicher als TPU-95A und TPU-90A und eignet sich daher zum Drucken stoßdämpfender Modelle oder Komponenten wie Schutzabdeckungen und Polsterteilen.

Anwendungsbeispiel: Tennisschlägerdämpfer

3. TPU-64D

TPU-64D von eSUN verwendet ein spezielles Modifikationsverfahren, um die Verarbeitungstemperaturen zu senken, die Plastizität bei niedrigen Temperaturen zu verbessern und die Oberflächenglätte zu erhöhen.

Es weist eine hohe Härte auf und erfordert eine geringere Drucktemperatur, was die Druckbarkeit verbessert.

In der Praxis kann TPU-64D für Schuhe oder dämpfende Schutzkomponenten verwendet werden.

Beispielsweise bieten 3D-gedruckte Sportschuhsohlen aus TPU-64D eine um 300 % höhere Verschleißfestigkeit als herkömmlicher Gummi und erfüllen die Anforderungen an die Schlagfestigkeit bei hohen Belastungen. Durch optimiertes Strukturdesign lässt sich zudem das Gewicht um 30 % reduzieren.

Helme mit wabenförmigen Verbundstrukturen, die im 3D-Druckverfahren aus TPU-64D hergestellt werden, erreichen eine Energieabsorptionsdichte von 35 kJ/m³, die fünfmal höher ist als bei herkömmlichen EPS-Materialien, und können aktive Kühlkanäle für einen besseren Aufprallschutz und ein insgesamt besseres Benutzererlebnis enthalten.

Drucktipps für flexible Materialien

Die Einführung des Bambu Lab H2D-Geräts bietet einen „bequemen Weg“ für die Hybridfertigung mit flexiblen Materialien. Beim Drucken sind jedoch folgende Punkte zu beachten:

Ausrüstung:

1 Es wird empfohlen, einen Extruder mit Direktantrieb (Kurzstreckenextruder) zu verwenden. Materialien mit einer Härte über 85A stellen besondere Anforderungen an das Halsrohr und die Extruderzahnräder: Das Halsrohr sollte nicht zu lang sein, und die Extruderzahnräder benötigen eine höhere Greifkraft.

2. Düse: Es wird eine Düse mit 0,4 mm oder größer empfohlen.

3. Druckbett: Ein Standard-PEI- oder Glasbett wird empfohlen. TPU-Materialien weisen eine gute Betthaftung auf, sodass hohe Betttemperaturen nicht erforderlich sind.

Druckparametereinstellungen

1. Drucktemperatur: 200–250 °C. Materialien unterschiedlicher Härte erfordern möglicherweise unterschiedliche Einstellungen auf verschiedenen Druckern. Beispielsweise lassen sich 64D und 95A typischerweise bei 220 °C gut drucken, während höhere Temperaturen zu Blasenbildung führen können. Weichere Materialien wie 90A und 85A lassen sich bei niedrigeren Temperaturen schwieriger extrudieren, daher wird eine Temperatur von etwa 240 °C empfohlen.

2. Durchflussrate: Empfohlen wird eine Rate von 1,0–1,05. TPU-Materialien neigen zu Unterextrusion, was zu Schichttrennung in den Modellwänden führt. Eine leichte Erhöhung der Durchflussrate kann die Wandhaftung verbessern.

3. Rückzug: Reduzieren oder deaktivieren Sie den Rückzug. Übermäßiger oder häufiger Rückzug kann zu Verformungen an den Extruderzahnrädern führen.

Weitere Überlegungen:

1. Trocknen: TPU-Materialien sind stark hygroskopisch und neigen zur Feuchtigkeitsaufnahme. Trocknen vor dem Drucken wird empfohlen.

2. Spulenhalter: Bei weicheren Materialien wie 83A und 85A kann ein zu großer Abstand zur Spule zu Zufuhrproblemen führen. Optimieren Sie die Position des Spulenhalters anhand Ihrer tatsächlichen Druckerfahrung.

Hybriddruck mit weichen und harten Materialien

Die Innovation und Anwendung flexibler 3D-Druckmaterialien führen zu grundlegenden Veränderungen in der Fertigung und bieten branchenübergreifend effizientere und personalisiertere Lösungen.

Aufgrund kontinuierlicher Durchbrüche in der Materialtechnologie werden sich ihre Anwendungsmöglichkeiten weiter ausweiten und mehr Möglichkeiten für intelligente Fertigung, Gesundheitswesen, Unterhaltungselektronik und mehr eröffnen.