Termoplastyczne elastomery i ich zastosowanie w druku 3D

Rozwój materiałów do druku 3D zwiększa udział produkcji addytywnej w przemyśle. Koncern HP wprowadzając otwartą platformę, umożliwiającą opracowanie nowych materiałów, stale dąży do demokratyzacji druku 3D i rozszerzenia jego obszarów jego zastosowania. Oprócz poliamidów w ofercie HP wraz z premierą nowego urządzenia z serii Jet Fusion 5200 3D, pojawił się nowy materiał Ultrasint TPU 90A-01 z grupy elastomerów, pozwalających na drukowanie części o wysokim poziomie szczegółowości, przy tym elastycznych i wytrzymałych.

Elastomery poliuretanowe mają postać podobną do gumy i posiadają znaczne wskaźniki eksploatacyjne. Ich właściwości można kształtować w bardzo szerokim zakresie, przez co stają się materiałem niezwykle uniwersalnym. Trwałość  poliuretanów koresponduje równocześnie z ich dużą elastycznością. Wypierają one takie tradycyjne materiały jak: guma, metale czy ceramika, co ma związek ze znacznymi właściwościami mechanicznymi oraz odpornością na niektóre chemikalia.

TPU w technologii HP Multi Jet Fusion 3D

Chcąc oferować materiały, które sprawdzą się w najbardziej wymagających zastosowaniach HP sukcesywnie rozszerza swoje portfolio, dedykując wprowadzony w 2018 roku wraz z nową serią urządzeń Jet Fusion 5200 3D, Ultrasint TPU 90A-01 do zastosowań przemysłowych min. w przemyśle maszynowym i transportowym, w branży włókienniczej, medycynie, motoryzacji i wielu innych. We współpracy z wiodącym dostawcą chemii przemysłowej – BASF, którego produkty obejmują szeroki wachlarz konstrukcyjnych tworzyw termoplastycznych, poliuretanów, materiałów akrylanowych (np. fotopolimery), fotoinicjatorów, funkcjonalnych środków pomocniczych, stabilizatorów, pigmentów, a także metali, HP zamierza wprowadzać kolejne materiały do druku 3D, które  idealnie sprawdzą się w prototypowaniu i produkcji.

Obecnie producenci butów tacy  jak Nike czy Adidas, z poliuretanu wytwarzają podeszwy i wkładki, wykorzystując jego antywstrząsowe właściwości. Cechy takie jak dobra amortyzacja i elastyczność, na miarę gumy formowanej w szerokim zakresie temperatur, wpływają na zwiększone zainteresowanie przemysłu wykorzystaniem takiego tworzywa, co dla firm w rodzaju BASF, jest bodźcem do dalszych prac nad  rozwojem kolejnych.

Ultrasint TPU 90A-01 – parametry techniczne

Korzystając z badań Materialise – belgijskiego partnera HP, który jako pierwszy w Europie oferuje za pośrednictwem swoich platform możliwość produkcji na żądanie z wykorzystaniem TPU, przedstawimy poniżej jego parametry techniczne:

Według Materialise, które zarówno prototypowało, jak i wytwarzało finalne produkty takie jak obudowy czy pokrywy ochronne z testowanego materiału, Ultrasint TPU 90A-01 charakteryzuje się ponadto:

Aplikacje TPU

Obszar zastosowań tworzyw poliuretanowych jest bardzo szeroki. Z TPU wytwarza się uszczelki, podkładki i dętki. Co ważne, tworzywo to jest niezwykle lekkie, odporne na działanie czynników chemicznych, ścieranie czy skrajne temperatury, dlatego idealnie sprawdza się w produkcji  części, które muszą być jednocześnie elastyczne i wytrzymałe. Ze względu na te właściwości poliuretan znajduje szerokie zastosowanie w motoryzacji. Na jego bazie powstają samochodowe fotele, podłokietniki czy zagłówki. Jako dobry amortyzator wstrząsów wykorzystywany jest także w budowie nadwozia. Materiał nie jest ciężki, co z kolei wpływa na mniejszą wagę samochodu, a w efekcie na mniejsze zużycie paliwa.

W ramach druku 3D w technologii HP Multi Jet Fusion do otwartej platformy materiałowej dołączył kolejny gigant chemii przemysłowej – Lubrizol, który wprowadził nowy materiał – ESTANE 3D TPU M95A, umożliwiający produkcję części do różnorodnych zastosowań wymagających elastyczności, zwiększonego wydłużenia przy zerwaniu, odporności na ścieranie i kompresję. Ten elastomer został zaprojektowany specjalnie do wytwarzania przyrostowego w modelu HP Jet Fusion 4200 3D i od początku 2020 roku Re3DTech , dostawca usług druku 3D na żądanie – członek DMN HP, oferuje wydruki w tym materiale.