ABC filamentów elastycznych (TPU, flex) 0
filamenty elastyczne (TPU, flex) druk 3d

Guma, flex, TPU... Filamenty elastyczne to ciekawa propozycja dla każdego drukarza, który chce spróbować swoich sił w czymś nowym! Dają możliwość tworzenia interesujących wydruków, które z pewnością wzbudzą zaskoczenie. Jak okiełznać ten filament? Na co zwrócić uwagę? Sprawdźcie!

Filamenty typu flex (nazywane również gumą) są bardzo atrakcyjne dla drukarzy 3D ze względu na swoją elastyczność, która otwiera nowe możliwości w projektowaniu i tworzeniu modeli. Elastyczne filamenty można znaleźć w rozmaitych wariantach, zarówno pod względem wagi i koloru, jak i twardości. Z drugiej strony często mówi się, że flexy nie są odpowiednie dla amatorskich użytkowników drukarek – czy rzeczywiście tak jest? Co o tym decyduje?

 

O materiale

Zazwyczaj rodziną tworzyw wykorzystywaną do produkcji flexów jest TPE (termoplastyczny elastomer). Szczególną rolę pełni tam TPU (termoplastyczny elastomer poliuretanowy), a czasem wykorzystywany jest też termoplastyczny elastomer poliestrowy (Fiberflex od Fiberlogy).

Producenci zwykle wyrażają twardość swoich materiałów w skali Shore’a. Im większa liczba, tym twardszy będzie materiał.

Firma Print-me w ofercie posiada TPU o twardościach 20ShD, 40ShD i 55ShD, a Fiberflexy to twardości 30ShD i 40ShD. Marka Spectrum oferuje natomiast filamenty elastyczne o twardości 90ShA.

Preferowana twardość (oraz jakość filamentu) powinny być tu głównymi czynnikami decydującymi o wyborze materiału, z którego chcemy drukować. 

skala shore'a twardość filament druk 3d flex

Flexy poza elastycznością charakteryzują się zwykle dość śliskimi, błyszczącymi powierzchniami. Wyjątkiem jest tutaj Noctuo Grip – jest matowy po wydrukowaniu.

Noctuo Grip to materiał o twardości 88ShD, jego wyróżnikiem zaś jest powierzchnia typu „soft touch” – jest ona wysoce przyczepna, lekko chropowata, a jej warstwy wydruku są mało widoczne. Niestety grip jest jeszcze trudniejszy w druku niż standardowo dostępne filamentu typu flex – przy zbyt mocnym rozciągnięciu włókna następuje jego przewężenie, a materiał się uzbraja i nie wraca do poprzedniej formy. Jak nagła zmiana średnicy filamentu wpływa na jakość druku, nie trzeba chyba tłumaczyć.

 

Właściwości filamentu

TPU ma dobrą odporność na większość olejów, tłuszczy i rozpuszczalników.

Zastosowania

Filamenty flex ze względu na swoje oryginalne właściwości znajdują zastosowanie w zupełnie innych aplikacjach niż wydruki z tradycyjnych materiałów. Można je wykorzystać np. w drukowaniu różnego rodzaju uszczelek, nóżek (wytłumienie wibracji, zwiększenie tarcia), podkładek, osłonek do telefonów, opon do łazików i zabawek.

 

Jak drukować? 

Ekstruzja

Zalecany ekstruder typu direct i temperatura dyszy 225-250°C.

Prowadzenie filamentu

Przy druku tym filamentem niezwykle istotne jest prawidłowe prowadzenie szpuli – filament jest elastyczny, zwiększa to prawdopodobieństwo zaplątania lub zaklinowania się. Ruch szpuli powinien też stawiać mały opór przy rozwijaniu – inaczej filament będzie się naciągał i przewężał.

Prędkości druku

Materiałami elastycznymi należy drukować przy małych prędkościach, aby zapobiec nadmiernemu naciągnięciu filamentu i jego przewężeniu. Ograniczy to również  szanse na zawinięcie się filamentu na radełku.

Prędkości druku zależą od naszych możliwości sprzętowych (np. tego jak ciasny mamy ekstruder, i jak długą drogę podawania filamentu mamy) oraz od wykorzystywanego materiału – zwykle twardsze gumy są łatwiejsze w druku, są mniej podatne na wyboczenia.

Przy druku flexami zalecane jest nie przekraczanie prędkości 30mm/s.

Przepływ

Dobrze jest zwiększyć parametr flow/extrusion multiplier (okolice 120% będą dobrym punktem startowym) oraz compensate wall overlap/ infill/perimeters overlap, aby zapobiec wybrakowaniom warstw.

Retrakcje

Ze względu na ograniczoną kontrolę przepływu oraz zmniejszone prędkości ekstrudera, retrakcja przy druku materiałami elastycznymi jest znacznie utrudniona. Na początek przygody z flexami zaleca się jej wyłączenie i stopniowe wprowadzanie dopiero wówczas, gdy opanujemy ten trudny w druku materiał.

Dlatego też warto włączyć parametr combing mode/avoid crossing perimeters (zmniejszający liczbę ruchów głowicy poza obrębem modelu i tym samym ilość tworzonych nitek) i bazować na parametrach retrakcji takich jak coasting (Cura) czy wipe, a parametry retraction distance/length i speed znacząco zredukować.

Adhezja

Do materiałów typu flex wystarczy stosować stół podgrzany do 50 stopni oraz środek adhezyjny jak do filamentu PLA.

Flexy są elastyczne, przy cienkościennych wydrukach wykonane już struktury mogą się nieco poruszać pod naciskiem głowicy drukującej, powodując nierówności w wydruku lub nawet jego zerwanie ze stołu – warto dla takich struktur zastosować raft.

Chłodzenie

Zwykle stosuje się nieco mniejsze niż dla PLA – 50-70%.

Przechowywanie

Filament typu flex najlepiej przechowywać w suchym miejscu, zaciemnionym miejscu. Dobrze jest zabezpieczyć materiał przed zakurzeniem – trzymanie w pudełku od producenta i w folii wystarczy.

Post-processing

Ze względu na swoją strukturę wydruki typu flex nie nadają się do obróbki skrawaniem (wiercenie, szlifowanie), natomiast da się je przycinać nożykiem, cążkami czy nożyczkami. Wydrukom z TPU można nadać także połyskliwe wykończenie, rozgrzewając ich powierzchnię np. przy pomocy hot-aira (tak jak tutaj).

 

filament print-me lemon drop grey flex druk 3d

Źródło: wykonanie własne

Co może pójść nie tak?

Zawijanie się filamentu

To największy problem przy druku filamentem typu flex. Jeżeli nasz ekstruder nie zapewnia ciasnego prowadzenia filamentu (ma np. przestrzeń między dociskiem a światłem radiatora czy rurką bowden) to elastyczny filament, wybierając drogę najmniejszego oporu, będzie zawijał się w rolkę dociskacza, przy okazji się wybaczając. 

zawijanie filamentu flex ekstruder docisk bowden

Jeżeli dodatkowo drukarka 3D ma dłuższą drogę podawania filamentu (ekstrudery typu bowden), elastyczny materiał z większym prawdopodobieństwem będzie się wykrzywiał, zaczepiał czy klinował w rurce prowadzącej do hotendu. Dlatego też zalecanym typem ekstrudera do druku flexami jest ekstruder typu direct, ze względu na znacznie krótszą drogę podawania filamentu. Właśnie to założenie często prowadzi do opinii, że prywatni użytkownicy (zwykle posiadający drukarki 3D serii Creality, wyposażone w ekstruder typu bowden) nie mogą drukować na swoim sprzęcie z materiałów elastycznych.

Istnieją jednak możliwości przeróbki ekstrudera na ciaśniejszy – można znaleźć kilka modeli open-source do dodrukowania, np. j-struder lub modyfikację samego prowadnika.

Można także dokonać przeróbki ekstrudera na typ direct (np. takiej), wymaga to już jednak znacznie większych nakładów pracy. Ekstruder typu direct w niedostosowanej do tego drukarce może także sprawiać problemy zwiększonych drgań karetki, spowodowanych zwiększeniem jej masy.

Czasami rozwiązaniem problemu zawijania może być także regulacja napięcia sprężyny sterującej dociskiem filamentu do radełka ekstrudera.

Supporty

Struktury podporowe zazwyczaj się wyłamuje – jak jednak wyłamać coś, co jest elastyczne? Z pomocą mogą tu przyjść nożyki lub cążki, jednak proces oczyszczania wydruków z gumy z supportu jest bardzo trudny, możemy postrzępić nasz wydruk lub niedokładnie usunąć podpory, co odbije się na efekcie końcowym wydruku.

Dlatego przy wyborze modeli do druku z flexów i zorientowania ich na stole roboczym drukarki  należy zminimalizować konieczność tworzenia struktur podporowych. Dobrze też wybrać opcję druku support roof/interface layers, która nieco ułatwi odwarstwienie całej struktury podporowej, oraz zwiększyć separację supportu od modelu – support Z distance/contact Z distance. 

Underextrusion

Kolejnym problemem jest ograniczona kontrola przepływu filamentu – elastyczny filament ulega rozciąganiu przy wytłaczaniu, przez co ilość podawanego przez ekstruder filamentu jest obarczona pewnymi niedokładnościami. Zwykle drukarka podaje go za mało. Z tego powodu często mamy do czynienia z problemem underextrusion.

Inną przyczyną są opory w prowadzeniu filamentu, np. opory w toczeniu się szpuli z filamentem, lub zbyt mocne ściśnięcie filamentu przez docisk, hamujące jego swobodny ruch.

 

Jeżeli filament przy swobodnym wytłaczaniu zdaje się nie natrafiać na opór ruchu, problem może leżeć w źle dobranych parametrach druku, takich jak: nadmierne prędkości, nadmierna retrakcja, zbyt niskie temperatury, zbyt mała wartość flow.

Jak rozwiązać problem w druku?

  • Nie dolane ścianki/nie łączące się obrysy – przyczyny podobne jak wspomniane przy underextrusion – należy zwiększyć wartość compensate wall overlap/infill/perimeters overlap.

  • Brzydkie struktury ażurowe, nitkowanie – spowodowane osłabionymi możliwościami retrakcji przy druku z TPU – zaleca się unikać takich struktur przy druku gumą.

Do wydruku poniżej wykorzystano filament od Print-me Flex 20D Neon Red.

filament print-me neon red czerwony flex druk 3d dinozaur

Źródło: wykonanie własne

Drukarki 3D z ekstruderem typu bowden sprawiają tutaj większe kłopoty przy druku materiałami elastycznymi niż ekstrudery typu direct, ponieważ wymagają znacznie większych wartości retraction distance. Dzieje się tak, dlatego że w rurce PTFE, doprowadzającej filament do hotendu, powstają większe ciśnienia, powodujące wzmożone samoczynne wypływanie filamentu z głowicy.

Dodatkowo problem powstawania luzów między rurką a dyszą, znany z drukarek Creality (np. Endera 3), także jest spotęgowany przy druku TPU, które ma większe opory przetłaczania.

 

Filamenty gumowe z pewnością są ciekawą alternatywą dla standardowego PLA, PET-G czy ABS. Pozwalają na osiągnięcie ciekawego efektu. Występują w wielu kolorach i twardościach, co jeszcze lepiej umożliwia dobranie idealnego filamentu do własnych potrzeb. Wspomniane wyżej informacje i sposoby na uporanie się z większością problemów związanych z materiałami typu flex na pewno ułatwią pracę z tym filamentem!

Czy zdarzyło Wam się już drukować coś z gumy? Jak wrażenia? Podzielcie się koniecznie swoimi doświadczeniami w tej materii!

Jak zwykle zapraszamy na naszą grupę na Facebooku, gdzie znajdziecie odpowiedzi na każde drukarskie pytanie! Zachęcamy także do odwiedzenia naszych profili na Facebooku oraz Instagramie.

Do kolejnego!

Icons made by Freepik from www.flaticon.com

Komentarze do wpisu (0)

Infolinia:

Telefon: 535 287 146

Email: sklep@3dreaktor.pl

więcej więcej
Producenci
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl