3D 打印中最好的柔性材料
在打印柔性和橡胶状材料时,3D 打印提供了巨大的可能性和多种选择。从生产零件到爱好者的创新和酷项目,这是值得一试的。让我们看看 Xometry 提供的用于 3D 打印技术的柔性材料选项。
不同3D打印材料的肖氏硬度指标
对于柔性聚合物,肖氏硬度是需要注意的主要特性之一。
创建肖氏硬度标度是为了在比较不同材料时提供一个共同的参考点。它是使用硬度计测量的。有不同的肖氏硬度标尺用于测量不同材料的硬度。
- 邵氏 OO 量表可测量极软的材料,例如凝胶(例如凝胶鞋垫)。
- 邵氏 A 量表可测量多种材料类型;从非常柔软和柔韧的塑料到几乎没有柔韧性的半刚性塑料。
- 邵氏 D 等级可测量非常硬的橡胶、半硬质和硬质塑料(例如 PVC 管)。
正如您从图像中看到的那样,不同尺度上存在重叠。例如,肖氏硬度为 95A 的材料也是肖氏 50D。
Xometry 提供 3D 打印柔性材料
不同的印刷技术需要不同的聚合物或树脂进行印刷。让我们详细了解每种技术所需的打印材料及其特性。
热塑性聚氨酯 (TPU)
TPU 属于热塑性弹性体类别。 TPE 的范围可以从 10 Shore 00 到 72 Shore D,跨越所有三个硬度等级,但是,最常用的是 Shore A 等级。
TPU 聚氨酯 88/95A
通常称为 Ultrasint™ TPU01 是一种多用途材料,专门用于 Multi Jet Fusion (MJF)。这种材料是热塑性聚氨酯,具有柔韧性、高撕裂强度和良好的细节。 TPU 3D 打印提供了其他 3D 打印材料(如 ABS、PLA 或尼龙)难以实现的独特可能性。
TPU 结合了塑料和橡胶的特性,可以生产弹性、高度耐用的部件,可以轻松弯曲或压缩。这种材料表现出坚硬的橡胶般的品质——很像滑板轮——允许一系列最终用途应用。此外,该材料易于印刷,具有良好的抗紫外线和抗水解性。查看 TPU M95A 规格表了解详细特性。
技术 :多射流聚变 (MJF)
弹性 TPU/TPE 类
如果您需要耐久、柔韧且有弹性的材料,用于选择性激光烧结 (SLS) 的柔性 TPU/TPE 是完美的选择。这种弹性 SLS TPU 具有良好的变形后回弹性和高紫外线 (UV) 稳定性,具有许多优点。通过创建有趣的结构设计,零件可以为各种应用进行 3D 打印,从汽车到鞋业。该材料具有光滑的白色表面,还具有良好的耐水解性,良好的减震性。
技术 :选择性激光烧结 (SLS)
TPU 材料也可用于 FDM 打印,但通常此类 3D 打印的质量低于使用 SLS 或 MJF 等基于粉末的技术打印时的质量,而且它们的价格几乎没有差异。
TPU 的属性
TPU 有一些独特的关键特性使各行业受益。
耐磨/耐刮擦
高耐磨性和耐刮擦性意味着耐用性和高美学价值。与其他热塑性材料相比,当耐磨性和耐刮擦性对于汽车内饰部件、运动和技术部件等应用至关重要时,TPU 具有出色的效果。
抗紫外线
除了保持良好的机械性能外,它们还表现出对紫外线辐射的非凡稳定性,因此具有出色的颜色稳定性。对于浅色和深色部件,各行业都可以依赖 TPU 的高耐刮擦性和抗紫外线性能,因为 TPU 可确保美观部件的色牢度。
高灵活性
TPU 具有很高的柔韧性、减震性和回弹性,是制作鞋类、运动器材和骨科模型的绝佳选择。对于汽车内饰和空气滤清器罩,此属性非常有用。
其他优势
- 在很宽的温度范围内具有良好的柔韧性
- 优异的低温和冲击强度
- 耐候性强,抗高能辐射
- 在整个硬度范围内都具有高弹性
- 对油、油脂和多种溶剂的弹性
柔性 CLIP 树脂
CLIP 树脂是一种用于 Carbon DLS 3D 打印技术的优质树脂。在 Xometry,我们提供三种类型的柔性 CLIP 树脂。查看我们的视频概览,了解它们的外观:
- DLS EPU 40 (1:22)
- DLS FPU 50 (2:36)
- DLS SIL 30 (3:36)
DLS EPU 40(弹性聚氨酯)
EPU 40 是一种高性能聚氨酯弹性体,是需要高弹性和抗撕裂性的应用的理想选择。弹性聚氨酯 CLIP 树脂,由于其高性能,在循环拉伸和压缩载荷下具有出色的弹性行为。您可以拉伸和弯曲它,它会恢复原来的打印形状。
EPU 40 可与肖氏硬度为 70A 的商用 TPU 相媲美。 EPU 树脂具有橡胶状、耐久、柔韧和可拉伸性,层厚为 100 µm 或 0.1 mm,几乎看不见。然后零件非常接近注塑模型,这使得原型制作非常有趣。查看 EPU 40 规格表。
主要特点
- 高弹性
- 抗撕裂
- 化学和生物相容性
应用程序
- 垫片和密封件
- 减震器
- 隔振器
DLS FPU 50(柔性聚氨酯)
FPU 50 是一种抗冲击、耐磨和抗疲劳的半刚性材料,是必须承受重复应力的零件的理想选择。这种材料是坚固外壳、铰链机构和摩擦配合的理想选择。 FPU 具有出色的抗疲劳性和耐热性,可与聚丙烯相媲美。可以3D打印0.25毫米薄的特征,不像EPU 40那样有弹性和弹性。看看DLS FPU 50的整体规格。
主要特点
- 坚韧耐疲劳
- 抗拉强度高
- 高冲击和屈服强度
应用程序
- 卡扣合身
- 应力消除
- 用于封装小型电路的支架和支架
DLS SIL 30(硅胶)
SIL 是一种硅-聚氨酯材料,可与肖氏 A 硬度为 35 的商用 TPE 相媲美。CLIP 技术可以使用新型聚合物进行 3D 打印,包括聚氨酯和氰酸酯基树脂等复杂化学物质。结果是反映了共同工程要求的材料的多样化和不断增长的选择。这是 SIL 30 规格表。
主要特点
- 柔软的触感
- 生物兼容
- 抗撕裂
应用程序 :
- 可穿戴(腕带、耳机垫)
- 医疗设备
所有这些 CLIP 树脂都适合长期(>30 天)皮肤接触。同样,除了 EPU 40* 仅适用于皮肤接触外,所有产品均可用于短期(<24 小时)黏膜接触。因此,他们也找到了在医疗行业打印安全材料的方法。
柔性材料成本比较
让我们来比较一下 Xometry 的 CAD 模型报价引擎中的三种树脂的成本比较
材质 | 每单位成本 | 每 10 件的单价 | 每 100 件的单价 |
TPU 聚氨酯 88/95A(MJF) | 29.95 欧元 | 12.37 欧元 | 11.41 欧元 |
类似弹性 TPU/TPE(SLS) | 25.84 欧元 | 23.24 欧元 | 21.41 欧元 |
EPU 40 | 212.44€ | 48.82 欧元 | 48.82 欧元 |
FPU 50 | 436.53€ | 100.31 欧元 | 100.31 欧元 |
SIL 30 | 632.56€ | 159.24€ | 159.24€ |
结论
大众市场上有 2 种主要类型的 3D 打印柔性材料:TPU,可以使用 FDM、MJF 和 SLS 3D 打印机和 CLIP 树脂(碳 DLS)打印。如果您正在寻找更实惠的部件,请选择 TPU 材料;如果您需要高强度或抗撕裂性等高级材料特性,请选择更昂贵的 CLIP 树脂。
Xometry 提供所有这些 3D 打印选项,只需上传您的 CAD 文件并查看价格选项。
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