In questa guida proveremo a sviscerare questo nuovo filamento flessibile il TPU, cercando di carpirne quanti più segreti possibile!.
Il TPU è un Poliuretano termoplastico, definito anche elastomero termoplastico. E’ composto da una parte di poliuretano, uno dei materiali plastici più resistenti , e da gomma, che gli conferisce la flessibilità.
Ecco qualche caratteristica del materiale plastico TPU:
Odore: è inodore, o meglio non ha un’odore forte come quello dell’ABS.
Tossicità: Il TPU poliuretano termoplastico non è composto da materiali tossici, per cui non è tossico una volta stampato. Non è ancora chiaro, come tutti gli altri filamenti, se ci siano delle prove di tossicità delle sostanze emesse durante la stampa, come ad esempio le micro polveri.
Tasso di restringimento: Ha effettivamente un certo tasso di restringimento. Anche se non molto elevato, che si attesta tra lo 0,8% e l’1,6%. Niente che non sia perfettamente gestibile tramite un lieve aumento del flusso.
Idrofobico: Non assorbe l’acqua, e quindi sostanzialmente non si deteriora
Elevata resistenza agli urti: Ha un’elevata percentuale di gomma, per cui gli urti sono il suo pane. Possiamo passare giorni a farlo rimbalzare senza alcun danno.
Alta resistenza meccanica : ideale per essere usato per oggetti sottoposti a stress meccanico, è un materiale morbido, estremamente resistente e flessibile. Ha un ottimo coefficiente di adesione fra strati. E’ deformabile se sottoposto ad una forza. Questa è la caratteristica per cui si sceglie ma può renderlo non adatto ad alcune applicazioni. Molta resistenza all’abrasione
Alta resistenza chimica: estremamente resistente alla azione di agenti chimici, acidi , grassi, oli, alcali.
Alta flessibilità: E’ la sua caratteristica più interessante. Ci permette di creare oggetti gommosi, con una morbidezza misurata in Shore : 94A-95A.
Ma cosa significa questo per le applicazioni pratiche? Quali sono gli oggetti ideali per essere stampati con il plastico TPU?
E’ indicato per la stampa di oggetti di vestiario e portabili come cinture, scarpe, portafogli, ciabatte, cinturini di orologi, braccialetti, fasce elastiche ecc… oppure per ruote di modelli radiocomandati o statici, cover di cellulari, giochi per animali, e qualsiasi altro oggetto debba avere aspetto e consistenza gommosi.
Come stampare TPU:
Bisogna approcciarsi al poliuretano termoplastico TPU con curiosità e disponibili a sacrificare un pochino di tempo per effettuare delle prove. Ovviamente in questo articolo io cercherò di darvi un indirizzo ma come succede spesso in stampa 3D i parametri possono cambiare di molto da produttore a produttore, così come da macchina a macchina.
Un consiglio che è sempre valido, per tutte le prove che effettuerete su qualsiasi tipo di filamento, è di munirsi di scotch carta e annotare direttamente sulla bobina i parametri utilizzati e risultati ottenuti. Alcuni filamenti possono essere agli estremi dei parametri indicati, quindi ritrovare l’optimum potrà essere difficile, con perdite di tempo e materiale. Può sembrare facile ricordarsi le impostazioni ma dopo tempo e con diversi materiali potrebbe non esserlo. Con un minimo sforzo avrete un diario delle prove effettuate direttamente sul materiale, per non ripetere più volte lo stesso errore!
SETUP E PREPARAZIONE ALLA STAMPA.
Ruota Modellino F1 stampata in TPU
Superficie di stampa per il TPU:
Iniziamo dicendo che il materiale plastico TPU può essere stampato con successo su qualsiasi superficie, su nastro blu, vetro, acciaio e alluminio. Possiamo aiutare l’adesione con colle di vario tipo e lacca forte. Io normalmente stampo su vetro (con un velo di lacca), nastro carta o PEI senza particolari problemi.
Pre impostazioni del filamento TPU:
Come ogni altro filamento termoplastico la buona riuscita della stampa è determinata dalla buona riuscita del primo layer. Le vere e proprie fondamenta della stampa 3D.
Per arrivare ad avere un buon primo layer, nella stampa con filamenti flessibili potrebbe essere necessario aumentare leggermente la distanza ugello piatto. Il filamento TPU tende a comprimersi leggermente quando schiacciato. Siamo nella situazione di leggero schiacciamento durante la stampa, perchè dopo essere fuso il filamento deve uscire da un foro di 0,4 mm partendo da una dimensione originaria di 1,75 mm. A questo attrito non va aggiunto ulteriore sforzo per essere estruso e depositato sul piatto, quindi è buona norma lasciare un 50% in più di distanza, in relazione allo spessore del layer impostato nello slicer.
Esattamente come succede per il PETG, va impostato un offset maggiore (aumenta la distanza ugello piatto), anche solo di 0,1 mm.
Per questa impostazione vi basterà inserire tra i G-code di avvio il comando: M851 Z 0,1.
Non vi conviene salvare l’impostazione per stampe saltuarie. Almeno lascerete la stampante settata per stampare PLA, ABS o qualunque sia il materiale “solito”.
Flusso: Estrusione TPU
Come abbiamo detto presentando le caratteristiche del materiale il TPU ha un piccolo tasso di restringimento, normalmente pari all’1%. Nella maggioranza dei casi neanche percepibile a occhio. Può capitare però che ordinando di estrudere 10 cm di PLA avrai una certa quantità di filamento estruso, ripetendolo con il filamento flessibile ne avrai meno. Può essere utile stimare attraverso una proporzione l’ammanco di filamento, e reagire di conseguenza.
Il modo migliore è compensare con la modifica del flusso, e non con la ricalibrazione degli step dei motori, se sono già correttamente settati. La modifica del flusso fatta in questo modo è reversibile e temporanea!
Ventilazione:
In fase di slicing potrete decidere come impostare il funzionamento della ventola layer. Estrudendo questo materiale la ventola si imposta in base al risultato che si vuole ottenere.
Assenza di ventilazione equivale a strati ben saldi, la massima ventilazione possibile è intorno al 50% della potenza massima porta una maggiore definizione dei particolari.
Come è ovvio la ventola non si deve attivare per i primi layer. Nella guida alle impostazioni di Cura è spiegato il metodo per far entrare la ventola layer dolcemente, ed evitare quindi una serie di problemi.
Temperatura:
Ora passiamo alle temperature. L’estrusione del TPU varia in base alle indicazioni del produttore , da 230°C a 240°C (di norma), . Certo è che maggiore temperatura corrisponde ad un oggetto più compatto , al contrario minore temperatura l’oggetto è più definito anche se si rischia di incorrere nella sottoestrusione. I filamenti flessibili hanno il loro punto debole nella scarsa scorrevolezza in punti stretti, unita all’assorbire parte della forza di spinta.
Per quanto riguarda la temperatura del piatto bisogna seguire le raccomandazioni. Normalmente è consigliata una temperatura di circa 50°-70° anche se le nuove miscele sono stampabili anche a piatto a 30°.
Personalmente mi sono dato la regola di stampare il primo strato a 70° e spegnere il piatto per i successivi. Spiego come impostare questa opzione nella terza guida di Cura.
Ritrazione:
La ritrazione è veleno per i filamenti flessibili. Quindi va tenuta sempre spenta! Qualche volta ho provato, giusto per spirito scientifico a lasciare accesa la ritrazione. La stampa regge solo se impostiamo una ritrazione minima, lenta e rara.
Accendere la retrazione può essere utile nel caso ci trovassimo con moltissimo stringing, tale da rovinarci la stampa.
In questo caso si prova a dimezzare i valori di retrazione, usando l’infill a croce celtica, che le minimizza.
In linea di massima però: Non usate la retrazione!
Velocità:
Anche la velocità di stampa deve essere calmierata. La composizione elastica fa si che si stampi senza problemi fino a 35mm/sec e dia problemi sempre maggiori aumentando questa velocità.
Quindi vi invito a non superare la velocità di 40mm/sec per una stampa sicura e senza problemi.
Possibili problematiche del TPU:
In primis dobbiamo ricordarci che i filamenti flessibili si contraggono quando applichiamo una forza. E si contraggono tanto più quanto più sono morbidi. Questo va ad influire anche sull’attacco della stampa. Mi spiego…
Iniziando la stampa i primi secondi di rotazione del motore spingifilo serviranno a contrarre il filamento, e dargli la forza giusta per iniziare a muoverlo. Ciò si traduce in un ritardo nella deposizione di materiale sul piatto. Se vi capiterà non vi spaventate! Partite preparati e raddoppiate le linee di skirt, per aumentare il tempo prima di arrivare alla stampa del modello.
Oppure anche un Brim da 4 a 8 mm, potrebbe aiutarvi anche nell’adesione al piatto.
Un’altro problema comune del TPU è una tendenza allo stringing, se non altro per il fatto di non poter adoperare la ritrazione. In questo caso c’è poco da fare purtroppo. Abbassare la temperatura potrebbe essere deleterio e va fatto di pochissimi gradi alla volta.
Conclusioni, TPU e stampa 3d:
Il TPU non è un filamento dei più semplici, ma una volta trovati i giusti parametri potrà dare molte soddisfazioni. L’elasticità tipica di questo materiale apre a nuove possibilità e rende stampabili ed utilizzabili tanti oggetti di uso comune.
Se non siete esperti di stampa 3D e volete cimentarvi nella stampa di questo materiale vi consiglio di puntare su marchi diffusi e conosciuti, che diano un risultato certo. Questo per non unire l’inesperienza a problematiche random.
Tra i più diffusi e affidabili TPU in commerci troviamo:
TPU Sunlu: facile da stampare, poichè mantiene le sue caratteristiche. Non è il più economico sul mercato ma fornisce risultati garantiti. Lo trovi >>> QUI <<<
TPU Anycubic: E’ uno dei più economici materiali flessibili sul mercato, ma è tutt’altro che malvagio. La produzione Anycubic è sinonimo di qualità! Lo trovi >>> QUI <<< in 7 differenti colorazioni!
Spero di aver dipanato i vostri dubbi in merito alle applicazioni e modi d’uso di questo filamento elastico, se avete qualche domanda scrivetela nei commenti!
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