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3D 打印垫片;这是要使用的灯丝!

我如此喜欢 3D 打印的原因之一是因为它实际上可以用于修复您自己家中的东西,例如您的浴室或厨房水槽。

然而,并不是所有的灯丝类型都具有相同的特性,这就引出了一个问题;哪种线材最适合打印实际工作并持续多年的垫片?

简而言之; 打印垫圈的最佳长丝是 TPU,不仅因为它的柔韧性,还因为它可以承受 110°C 和极低的温度而不会变形或损坏,而且它甚至可以抵抗磨损、化学品和油,使其成为打印经过大量磨损的物体(例如垫圈)的理想塑料。

在本文中,我将介绍为什么 TPU 是当前主题的最佳灯丝,使用 TPU 打印时可能遇到的潜在问题,购买哪些品牌,以及如何使用 TPU 成功打印。

所以,事不宜迟,让我们开始吧!

制造出色 3D 打印垫片的 TPU 特性

热塑性聚氨酯 (TPU) 是一种柔韧的热塑性塑料,也具有很强的耐磨性和耐磨性。在制造过程中,它用于消费和工业用途的多种不同类型的物品。当使用正确的混合物来制造 TPU 时,它可以提供光滑柔软的质地,但仍能保持在各种应用中使用的耐用性。

使用 TPU 进行 3D 打印非常适合那些希望在不牺牲耐用性和耐磨性、耐化学性和耐油性的情况下获得柔软、灵活和功能性打印的人。

TPU 在高达 110°C 的温度下也可以毫无问题地工作,所有这些特性使其成为打印垫圈的理想线材类型。此外,TPU 还耐极低温,这意味着用 TPU 打印的零件不会变脆且难以加工。

TPE 长丝是 TPU 的良好替代品,但它在较低温度下容易变形,并保留较少的柔韧性。 TPE 也比 TPU 更难打印。

垫圈、O 型圈和密封件需要高耐磨性、持久耐用性以及耐油和其他化学品。 TPU 的高耐磨性和耐化学性以及出色的柔韧性、撕裂强度和伸长率确保您的垫圈和密封件的印刷质量与您在任何五金店购买的商业产品相同,甚至更高。

TPU 的层间附着力非常好,这意味着在印刷过程中几乎没有卷曲、翘曲或分层,最终产品通常会很好。

TPU 的灵活性很大程度上取决于 3D 打印软件的配置方式;与填充率较高的设计相比,填充率较低的设计更灵活,这使您可以创建更具弹性或刚性的对象。

综上所述,3D 打印机处理 TPU 灯丝需要很大的功率,因为​​它的打印温度为 250°C,而且大多数经济实惠的 3D 打印机无法直接开箱打印 TPU并且可能需要进行一些修改。

TPU 能否承受高温?

鉴于 TPU 的玻璃化转变温度仅高达 60°C,这就引出了一个问题:是否有可能使用这种耐高温的灯丝来 3D 打印垫圈?

我做了一些测试,发现用 TPU 长丝打印的垫圈能够承受高达 110°C 的持续高温而没有任何问题。

一开始可能听起来很奇怪,但背后的原因很简单:在玻璃化转变温度以上,3D 打印的物体会变得柔软并失去刚性,而对于使用 TPU 打印的部件来说,这不是问题,因为它们即使在低于玻璃化转变温度时也已经柔软和柔韧。 TPU的玻璃化转变温度。这里需要注意的是,TPU的玻璃化转变温度只有60°C,而熔化温度却是225°C。

因此,简而言之:TPU 可以承受高达 110°C 的温度,在适当的条件下甚至可以承受更高的温度,即使它的玻璃化转变温度仅为 60°C。这样做的原因是,由于它已经是一种柔性材料,因此提高其温度不会使其变形,例如 PLA 就会发生这种情况。

使用 TPU 打印时的潜在问题

使用柔性灯丝打印时,您需要确保打印区域的通风良好,因为这些材料有时会在打印过程中排出少量有毒烟雾,而通风可以防止用户吸入这些烟雾。

包括 TPU 在内的所有柔性长丝都具有吸湿性,容易从空气中吸收水分,如果在使用前不干燥会膨胀(当然,最好的解决方案是妥善储存长丝)。

当材料仍然潮湿时,它可以被挤出,但它根本打印不好,你可能需要在之后清洁挤出机。因此,使用完全干燥的灯丝至关重要。

如果您尝试在材料完全干燥之前挤出材料,它会爆裂并发出嘶嘶声。您听到的咝咝声是由吸收到灯丝中的水引起的,当它撞击喷嘴时会立即变成蒸汽,这通常会在打印中留下空隙或导致过度拉丝。

发生这种情况时,打印部件的质量不仅在视觉上更差,分子结构也受到影响,因此它的强度不如使用干 TPU 灯丝打印时的强度。出于这个原因,如果您希望它们正常工作并持续很长时间,请确保在打印垫圈之前将您的柔性细丝晾干。

推荐用于打印垫片的长丝

购买高质量的 TPU 灯丝很重要,特别是如果您正在考虑将打印部件用于需要承受高温和磨损负荷的东西,例如垫圈。有很多公司销售劣质TPU,这在3D打印时会出现问题。

我会推荐这两个 TPU 灯丝品牌,并确保在购买前查看他们的技术规格并严格遵守他们的打印指南。

NinjaFlex (TPU)

Ninjatek 是 3D 打印耗材的优质品牌,其柔性耗材 NinjaFlex 是 3D 打印专业品质密封件、垫圈和塞子的可靠选择。

NinjaFlex 长丝的质地比其他材料对挤出机更友好。他们独特的技术将减少损坏或堵塞您的挤出机的机会,并将从直接驱动的挤出机打印出坚固的部件。

虽然它可能比其他一些品牌更贵,但如果您需要打印一个必须可靠的对象,我认为这是您最好的选择。

Matterhackers Pro TPU

MatterHackers PRO 系列 TPU 也是 3D 打印垫片的绝佳选择,因为使用 TPU 打印的零件具有弹性和抗疲劳性。

PRO 系列 TPU 是一种多功能材料,可用于多种应用,就像 NinjaFlex 一样,我会推荐它而不是大多数其他品牌。

如何使用 TPU 进行打印

使用 TPU 等柔性线材的众多独特挑战之一是它们在某些条件下使用起来很棘手,并且在 3D 打印 TPU 时需要避免一些问题,例如线材堵塞、扭结和拉丝.为避免它们,请务必遵循这些说明!

注意 :虽然不需要,但您应该使用大约 65°C 的加热床打印以获得最佳效果,并将打印温度设置在 225°C 和 250°C 之间。

使用直接驱动挤出机

完全柔韧的细丝通常与直接驱动挤出机一起使用,因为对于鲍登挤出机来说,细丝太柔韧了。驱动齿轮离熔化区越近,长丝熔化并送入喷嘴的速度越快、效率越高。

灯丝还需要通过具有严格公差的通道,以防止其扭结或卷曲。由于这些原因,Bowden 挤出机通常不如直接驱动挤出机实用。如果您不确定您的打印机是否已准备好使用柔性灯丝,请务必咨询制造商。

注意:正如我之前提到的,大多数低端打印机无法打印柔性灯丝。

使用缓慢而一致的进给速率

为了在打印柔性长丝时获得最佳效果,建议使用缓慢且一致的进料速率,因为在使用弹性长丝时很难控制挤出速度的突然变化。

您尝试打印对象的速度越快,灯丝就越有可能压在挤出机上并导致卡纸。最好的方法是以缓慢而恒定的速度打印。您可以通过测试各种打印速度并根据您的发现选择最佳打印速度来节省时间和金钱。

对于大多数材料来说,20 毫米/秒的速度很可能是一个很好的起点。

减少灯丝线轴的阻力

如果您使用柔性材料进行打印,则需要更改加载线轴的方式:当挤出机将细丝拉入喷嘴时,细丝线轴会展开一点塑料。但是,柔性长丝(如 TPU)和高弹性材料会由于这种拉力而被拉伸,这将导致挤出不足。

要解决此问题,请将耗材直接安装在打印机顶部,这样可以使耗材以更自然的方式向下展开并消除摩擦。如果将线轴毂安装在轴承上,则可以使线轴转动得更自由,这也有助于细丝轻松展开。

调整您的收回设置

柔性细丝对收缩等快速运动很敏感。您需要通过优化回缩设置来减少成功打印的回缩运动。

对于那些刚开始使用 TPU 的人,我建议您完全禁用回缩功能,以便您可以专注于优化速度和挤出速率,以可靠地打印模型。

在您对这些设置进行了更多练习之后,如果您只添加一点回缩,您将减少渗出。

优化您的旅行动作

如果您使用的是柔性材料,则应尽可能少地使用缩回,因为它们可能会给您的打印造成严重问题。检查切片器的设置以进行调整。

结论

大多数柔性长丝应该可以打印垫圈,但 TPU,尤其是我前面提到的品牌制造的,总体上会做得更好。

用它打印可能比打印好的旧 PLA 更难,但它不像其他一些材料那么难打印,所以试试吧!

我希望这些信息有用!

祝你有美好的一天!

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