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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)缺點以及用它打印的理想3D模型。

本文還將介紹使用TPU打印時可能遇到的主要問題及其解決方法。

1、什么是TPU？

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

TPU是FDM打印機最常見的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。這些獨特的特性使其非常適合廣泛的應(yīng)用。

TPU和其他柔性長絲通常通過其抗變形能力來定義，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)絲中最堅硬的一種。數(shù)字旁邊的字母表示塑料的類型。肖氏A級硬度用于軟橡膠、彈性體和天然橡膠。

處理TPU時要記住的另一個方面是其吸濕性，這意味著它會從環(huán)境中吸收大量水分。為了解決這個問題，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

一點緩沖墊可能會很有用（來源：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)勢或劣勢。最適合TPU的部件是那些應(yīng)承受惡劣環(huán)境或預(yù)計會暴露于持續(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)時有用的定位工具）可受益于TPU的彈性。通過修改填充密度，您可以改變部件的剛度，使其成為一種動態(tài)工具。日產(chǎn)利用了這一特性，并實施了擋風(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。該工具需要剛性材料，以避免由于打印部件的彎曲或扭轉(zhuǎn)而導(dǎo)致錯位。

3、TPU的問題

你需要運行多次迭代才能找到適合你的打印機的設(shè)置（來源：Lucas Flies Rockets）

使用TPU進行打印肯定比使用PLA進行打印更棘手。雖然翹曲不是與TPU相關(guān)的常見問題，但當(dāng)您開始使用這種材料進行打印時，可能會（并且將會出現(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)介紹這些問題）。其中一些問題與打印機的物理配置有關(guān)，而擠出機和熱端是造成這些問題的主要部件。

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。事實上，這可能是你第一次聽說它們。

常見打印問題

使用TPU打印時，拉線將是你打贏的第一場戰(zhàn)役（來源：bmc3d通過Prusa研究論壇）

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

穿線

當(dāng)打印頭移動到下一個打印位置時，如果在非打印時刻噴嘴中有熔融材料，就會發(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。

造成此問題的主要原因是，在移動到下一個打印位置之前，擠出機中的細(xì)絲回縮不夠。只需簡單調(diào)整回縮速度和距離即可解決問題。但是，如果您使用的是帶有Bowden擠出機的打印機，而不是帶有直接擠出機的打印機，則這可能更難實現(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。無論是部分堵塞還是完全堵塞，都會影響打印質(zhì)量。堵塞的發(fā)生是因為材料卡在噴嘴或熱端，而這種情況的發(fā)生可能由多種原因引起。一個簡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。

許多打印問題與溫度有關(guān)，尤其是TPU（來源：heiko-2通過Prusa研究論壇）

擠壓不足

擠出不足是使用TPU打印時最常見的問題之一。其特點是打印層之間有間隙。雖然最簡單的證據(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行到相當(dāng)長一段時間后才發(fā)現(xiàn)這個問題：噴嘴中的咔嗒聲就是一個跡象。

雖然擠出不足的原因有很多，但對于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噴嘴時會蒸發(fā)，從而在打印件中留下間隙。為了解決這個問題，請確保在使用前將細(xì)絲干燥，然后將其存放在真空密封袋中。

痘痘和粉刺

這是打印時過多材料通過噴嘴的后果，也稱為過度擠出。發(fā)生這種情況的主要原因是熱端溫度過高。如果您遇到此問題，請嘗試以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

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

正如我們之前所說，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，而不會開裂。

另一個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)機代替熱風(fēng)槍。但是，吹風(fēng)機不能熔化塑料，因此您可能需要多次吹干，而且即使這樣，也可能無法達到去除所有細(xì)絲所需的溫度。

編譯整理：ALL3DP