Diferencias de filamentos flexibles TPE vs TPU para impresión 3D

¿Quieres empezar a utilizar filamentos flexibles para impresoras 3D? Pero con todas las opciones que existen, puede ser un poco desalentador decidir cuál elegir.

Los dos jugadores serios en el mercado son TPU y TPE. Ambos son materiales seguros con una excelente adhesión capa a capa y son ideales para imprimir en 3D objetos flexibles como cinturones y fundas para teléfonos.

Las principales diferencias son que el TPE es un filamento más suave y elástico que existe desde hace más tiempo, mientras que el TPU es una variante un poco más nueva y más firme. El TPU es cada vez más popular porque es un poco más fácil de imprimir en 3D que el TPE.

Muchas personas creen que TPE y TPU son materiales totalmente diferentes, cuando en realidad es solo el grado y la dureza Shore lo que distingue a estos filamentos de poliuretano flexible.

Este artículo aclarará la confusión que rodea a TPU vs TPE, cuál es la mejor manera de utilizarlos para imprimir y lo guiará a través de los pasos para logrando los mejores resultados.

¿Qué significa TPU y TPE?

TPE = elastómero termoplástico

TPU = Poliuretano termoplástico, que es un tipo de elastómero termoplástico

¿Por qué no puedo usar filamento de impresora 3D de goma real? Bueno, el propio caucho en forma termoestable no se puede volver a fundir debido a la reticulación que se produce en el proceso de fraguado original.

En resumen, podríamos fabricar el filamento, pero no sería posible volver a fundirlo para imprimir con él.

Entonces, ¿quiere todas las propiedades de uso final del caucho, como alta elasticidad, gran resistencia a la compresión y flexibilidad duradera y resistente, pero en una forma que sea fácil de imprimir? Te oimos.

Profundicemos en las diferencias clave entre estos dos elastómeros termoplásticos para que pueda decidir cuál es el adecuado para su aplicación.

¿Qué es el filamento TPE?

Para evitar confusiones, vale la pena señalar que casi todos los filamentos de «TPE» son de hecho un grado de «TPU», como se muestra arriba.

A los efectos de este artículo, llamaremos TPE al material original y más blando que salió al mercado por primera vez hace unos años, y TPU a la variante más nueva, con propiedades ligeramente diferentes.

Como mencionamos anteriormente, TPE (Elastómero termoplástico) es lo que comúnmente llamamos a estos filamentos flexibles cuando ingresamos al mercado por primera vez.

Hasta hace poco, el TPE más suave ha sido el material de elección más comúnmente disponible para la impresión flexible (piense en Ninjaflex, SemiFlex, Filaflex y similares). Es esencialmente un plástico que tiene cualidades de goma.

Espera, pero ¿Ninjaflex no es un TPU? Sí, sin embargo, cuando NinjaTek ingresó al mercado hace unos años, su producto principal, NinjaFlex, se conocía en ese momento como TPE. En los últimos años, han cambiado a llamarlo con el nombre correcto, TPU.

Normalmente, las impresiones realizadas con filamento flexible TPE son muy elástico – puedes estirarlos hasta el doble de su longitud original y volver a su estado original, sin deformación permanente.

Es realmente suave, con una dureza típica de la costa de solo 85A. Los filamentos flexibles muy suaves tienen un historial de causar dificultades en algunas impresoras al imprimir, según el tipo de extrusora que esté utilizando.

Si bien los dos materiales que estamos cubriendo aquí tienen propiedades ligeramente diferentes, estas son las principales similitudes que comparten:

  • Por lo general, se consideran seguros y contienen materias primas no tóxicas.
  • La adhesión capa a capa es excelente, ayudada por su composición y la naturaleza muy suave de la impresión. Esto significa impresiones de uso final muy duraderas.
  • Puede imprimir ambos filamentos en el medio 210C – 240Ccon una cama caliente alrededor 20-70C
  • Imprimiendo en Se recomienda una velocidad de 15 mm/seg., pero puede imprimir hasta 30 mm/s con buenos resultados. Esto tiende a depender de su impresora.
  • Ambos se pueden usar para imprimir objetos que necesitan doblarse o flexionarse para adaptarse a su entorno, por lo general; cinturones, resortes, topes de puertas o fundas de teléfonos.
  • Las densidades son casi idénticas a 1,20 g/cm3 para materiales como NinjaFlex y similares y 1,21 g/cm3 para TPU más duro.

¿Qué es el filamento de impresora 3D TPU?

Aunque técnicamente está clasificado bajo el espectro de elastómero termoplástico, el nombre completo de TPU es poliuretano termoplástico. Esto no es especialmente nuevo en la industria, pero hasta hace poco no estaba comúnmente disponible en la impresión 3D.

Sin embargo, recientemente ha ganado mucha más popularidad entre los impresores. Aunque en la superficie es muy similar al TPE, la impresión 3D de TPU tiene algunas diferencias notables.

El TPU es muy similar en elasticidad y otras propiedades mecánicas al TPE. Aunque es un poco más rígido, en Shore 94A-95A. Esto lo hace un poco más fácil de imprimir en impresoras que no suelen imprimir bien el filamento de impresión 3D TPE original, más suave, ya que la rigidez ligeramente mayor es más fácil de manejar para el mecanismo del extrusor.

Vea nuestro diagrama a continuación (usted entiende la idea…) ¿Sucede esto cuando se usan filamentos muy suaves? Evítalo usando filamentos un poco más rígidos, como TPU o PLA Flexible.

A veces, este problema puede ser causado simplemente por tener una extrusora de filamento flexible incorrecta o mal diseñada. Se están diseñando más extrusoras con esto en mente.

Aún así, como decimos, si su extrusor no funciona con su filamento flexible actual, intente usar un versión más rígida y debería imprimirse bien.

Además de ser un poco más fácil de imprimir, ¿cuáles son los otros beneficios? Bueno, el material de TPU tiene una mayor resistencia a la abrasión, lo que generalmente lo hace más duradero en las piezas de trabajo. También conserva sus propiedades elásticas en temperaturas más bajas, por lo que si necesita que siga siendo suave en condiciones de frío, seguirá funcionando.

Otra diferencia notable es que el TPU moderno naturalmente tiene un mayor resistencia a aceites, grasas y una variedad de solventes – haciéndolo más favorable en aplicaciones industriales.

La contracción suele ser difícil de medir con precisión, pero para TPE es de alrededor de 1,2 a 3,0 % y TPU tiene una contracción menor de alrededor de 0,8 a 1,8 %. Entonces, si necesita mediciones precisas después de la impresión, puede ser mejor con un TPU más duro. Si desea obtener información realmente técnica sobre los materiales de TPU, aquí está el Wiki.

¿Qué puedo imprimir con filamento flexible?

Es posible que esté convencido de los beneficios de usar el mejor filamento flexible, pero ¿qué puede imprimir realmente con él?

Si bien puede ser complicado determinar qué desea imprimir antes de tener realmente un motivo, a continuación le proporcionaremos un par de ejemplos que nuestros clientes han utilizado.

Una vez que comprenda los tipos de impresiones que sería útil hacer con estos materiales suaves, comenzará a ver posibilidades en todas partes.

Estos son unos soportes flexibles que Jason Cannon imprimió para sus difusores de fotografía personalizados. Impresas planas, luego simplemente las dobla para asegurarlas, formando una correa resistente y duradera.

En este ejemplo, puede variar la rigidez de la correa si es necesario cambiando los recortes (por ejemplo, el tamaño de los orificios) o el grosor de la correa.

El siguiente ejemplo es una excelente demostración de la resistencia química y la extrema durabilidad de nuestro TPU.

Los bujes automotrices de Phillip aquí reciben un verdadero martilleo. Si es miembro de nuestro exclusivo grupo de Facebook, verá sus diversas impresiones de TPU para una variedad de aplicaciones.

Aquí hay algunos ejemplos más de cosas que es mejor que no sean rígidas:

  • Cualquier cosa que pueda usar, como un cinturón, una correa de reloj, una billetera o un bolso personalizado.
  • Cualquier cosa que necesite un ajuste perfecto. Obtendrá un sello mucho más hermético utilizando materiales flexibles. Incluyendo ojales, casquillos, arandelas, tapas antipolvo y algunos mecanismos de ajuste por clip.
  • Fundas de móvil personalizadas, la densidad proporciona un gran nivel de protección.
  • Todo lo que necesites llevar de la mano. Aumente la ergonomía de sus prototipos con empuñaduras blandas moldeadas.
  • Donde la indestructibilidad es el objetivo del juego. Piense en componentes de alto impacto, bisagras vivas o incluso esposas.
  • Neumáticos o ruedas de coche RC. Incorpore flexibilidad en sus proyectos de forma orgánica, en lugar de usar resortes y técnicas de amortiguación tradicionales.
  • Sellos personalizados
  • Pies de recambio para menaje de hogar.

Así que ahí lo tienen, todas las principales diferencias entre estos elastómeros termoplásticos. El que decida imprimir dependerá de su aplicación. A continuación se muestra una tabla útil para hacer una comparación directa rápida.

O quizás te interese PLA Flexible biodegradable. Debido a su naturaleza un poco más rígida y baja fricción (lo que significa que no se pegará en el tubo Bowden), nuestra versión de 2,85 mm es un gran filamento flexible Ultimaker 2.

En resumen, es importante ignorar la marca de si el material se llama realmente TPU o TPE y, en cambio, centrarse en las propiedades reales del material que desea para ese proyecto específico. La siguiente tabla debería ayudar a aclarar cualquier confusión.

Es posible que necesite materiales más blandos, como una dureza Shore de 85A (o inferior), o la facilidad de la impresión 3D puede ser más importante para usted y podría valer la pena optar por una variante más dura. A menudo, puede lograr muchas de las propiedades de un material más blando cambiando el diseño de su pieza.

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Filamento Dureza Shore A: Densidad: Temperaturas de impresión: Resistencia química: Resistencia a la abrasión: Contracción:
TPE 85A (muy suave) 1,20 g/cm3 245-255C HB~90C Medicina Medio-Bajo 1.2 – 3.0%
TPU 94A (bastante suave) 1,21 g/cm3 245-255C HB~90C Medio-Alto Alto 0,8 – 1,8 %

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