Tulostusmateriaalit – TPE joustaa

Tulostusmateriaalit – TPE joustaa
By SOMeiKUEN - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3076791

Jatkoa kokemuksistani erilaisten tulostusmateriaalien kanssa. Joko luit artikkelini PLA- ja ABS-muoveista?

Thermo Plastic Elastomer eli TPE

By Steve Johnson from Valparaiso Indiana, USA - flip flopsUploaded by SchuminWeb, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=14571520
CC BY 2.0 Steve Johnson

Termoplastiset elastomeerit ovat joustavia kestomuoveja, joita voidaan venyttää toistuvasti huoneenlämpötilassa ainakin kaksinkertaiseksi alkuperäiseen mittaansa nähden, niin että materiaali palaa takaisin alkuperäisiin mittoihinsa jännityksen vapautuessa (Savonia-ammattikorkeakoulu).

TPE:ia ja hyvin samankaltaista myöskin joustavaa TPU:ia (Termoplastinen polyuretaani) voidaan käyttää myös tulostusmateriaaleina. Niiden avulla saadaan tehtyä pehmeitä, joustavia ja iskua vaimentavia kappaleita. Joustavat tulostuslangat ovat jäykkiä tulostuslankoja kalliimpia, ja niiden hinta on n. 50-80€/kg (hintakatsaus täällä). TPE:n ja TPU:n valikoimat ja saatavuus ovat kohtuullisen pieniä. Filamallin putiikista löytyy Recreusin joustavat langat kolmella eri joustavuusasteella.

TPE:n tulostaminen

Usein TPE vaatii suhteellisen suuren suuttimen lämpötilan (230-250°C). Noin 80°C:een lämmitetty tulostusalusta auttaa pitämään tulosteen paikoillaan tulostuksen ajan. Recreusin langat tulostuvat 210-235°C lämpötilassa ja valmistajan mukaan lämmitettävä alusta ei ole välttämätön. Tulostuslangan joustavuus tuo silti muita erityishaasteita tulostimelle ja tulostusasetuksetkin poikkeavat normaalista.

Omassa tulostimessani on käytössä bowden extruder -tyyppinen langansyöttölaite, jossa askelmoottori syöttää tulostuslankaa n. 30cm pitkään PTFE-putkeen, josta se siirtyy suuttimelle. Tämä aiheuttaa ongelmia joustavia tulostuslankoja käytettäessä, sillä usein lanka joustavuutensa takia helposti sylttää PTFE-putkeen syötettäessä. Tämän vuoksi tulostin omaan langansyöttölaitteeseeni uuden yläpuolisen osan. Sen tarkoituksena on pienentää välimatkaa syöttävältä hammasrattaalta PTFE-putkeen.

Alkuperäinen osa
Uusi tulostettu osa, jossa ohjaava reikä tulee lähemmäksi vetävää hammasratasta

recreus-extruder-v3Oikeanpuoleisessa kuvassa näkyy myös tulostimeni langansyöttölaite, johon hahmottelin sinisellä, miten langan pitäisi kulkea. Vihreällä on kuvattu miten venyvällä langalla tulostettaessa lanka sylttäytyy. Uudistettu osa on edeltäjäänsä parempi, mutta siitä huolimatta lanka toisinaan sylttäytyy ja tulostus täytyy keskeyttää.

Varta vasten joustaville langoille on ainakin langanvalmistaja Recreus kehittänyt myös ekstuuderin, jossa langansyöttö on optimoitu joustavan langan tulostukseen, Hankinta on kyllä melko arvokas, mutta samaa ekstruuderia voi käyttää myös jäykille langoille, joten edestakaisin ei tarvitse vaihdella. Jännästi Recreusin ekstruuderiin on tehty syöttö sekä 1,75mm että 2,85mm langalle. Syynä on se, että joustavana paksumpi lanka toimii syötössä ohutta paremmin sylttäämättä. Kaikista pehmeimpiä lankoja ei edes valmisteta 1,75mm paksuudella.

Tärkeimmät huomiot tulostusasetuksiin liittyen

Takaisinveto (retraction) täytyy ottaa pois käytöstä, sillä edestakainen liike aiheuttaa langan sylttääntymisen. Takaisinvetohan on normaalisti tarpeen suuttimen siirtyessä sellaisen alueen yli, jota ei tulosteta. Lankaa vedetään hieman taaksepäin, jotta siirtyessä ei syntyisi sulasta langasta venyneitä haituvia (stringing).

Tulostusnopeus: Joustavia materiaaleja tulostettaessa täytyy käyttää todella pieniä tulostusnopeuksia jotta suutin ehtii sulattaa kaiken tulevan materiaalin. Tulostuslanka on niin löysää ettei sitä voi ”puskea” suuttimen läpi kuten jäykkiä lankoja. 20mm/s on suositeltava tulostusnopeus, kun normaalisti jäykillä langoilla käytän 60-80mm/s.

Tein testitulostuksen samasta gekko-avaimenperästä, kuin PLA:lla ja ABS:llä. Siihen 3D-malli löytyy Thingiversestä. Kuvasta näkyy miten tulostusmateriaalista on jäänyt rihmoja alakerroksia tulostettaessa. Se johtuu takaisinvedon puutteesta.

  • Suuttimen lämpötila 235C
  • Alustan lämpötila 85C
  • Kerrospaksuus 0,2mm
  • Tulostusnopeus 20 mm/s
  • Täyttöprosentti 25%
  • Tulostusaika 39 min

Viimeistely

TPU on pinnaltaan sellaista, että sitä on hankala hioa ja muutenkaan viimeistellä. Tällä kertaa päädyin vain poistamaan ylimääräiset rihmat kappaleesta mattoveitsellä.

Alla vielä kuvia lopullisesta 3D-tulosteesta. Kuvista voi huomata että liskon leuka on epämuodostunut. Tämä johtuu siitä että leukaosa irtosi tulostusalustasta tulostuksen aikana. Tämä näkyy myös alapuolelta otetusta kuvasta, josta näkee että pohjakerros ei ole täysin tasainen.

Tämä oli ensimmäinen onnistunut TPU tulostukseni, joten olen ihan tyytyväinen lopputulokseen, vaikka parannettavaa toki jäi. Liskon selässä on pieniä reikiä, mitkä olisi saanut poistettua lisäämällä tulostusasetuksissa yhden yläkerroksen lisää. Koska tulostusnopeus on niin hiljainen tulostusjälki on kauttaaltaan ihan hyvännäköistä. Myös väri (Metallic Green) miellyttää omaa silmääni.

Joustavat materiaalit tuovat paljon uusia mahdollisuuksia tulostettaviin kappaleisiin, etenkin jos niitä käyttää yhdessä kovien tulosteiden kanssa. Alla vielä lyhyt video siitä kuinka taipuisaa materiaali todella on.

TPE:n plussat

  • Aivan uusi mielenkiintoinen tulostettavien esineiden kirjo
  • Laaja haarukka vain vähän taipuisasta ihan lötköön

TPE:n miinukset

  • Kalliimpaa kuin jäykät langat
  • Voi vaatia langansyötön uusimista tai ekstruuderin vaihtoa
  • Jotkut langat vaativat korkean tulostuslämpötilan
  • Viimeistely jää väkisin karkeaksi

Artikkelin pääkuva: SOMeiKUEN, CC BY-SA 3.0

Artikkelilla on yksi kommentti

Kesälomien aika! Käsittelemme tilauksia taas alkaen 19.7.2019. Piilota tämä ilmoitus

×
×

Cart