TPU - Passt sich an

TPU 3D-Druck Material Details

Was sind die Eigenschaften von TPU und wofür wird es eingesetzt

Flexible Materialien im Bereich des 3D-Drucks zu finden, ist immer noch eine Herausforderung. FDM-gedrucktes TPU ist eine dauerstabile Lösung für Bauteile, die gummiartige Eigenschaften und Flexibilität benötigen.

300 %  Streckung möglich

In der additiven Fertigung bietet TPU eine grosse Bandbreite an Anwendungen: einige Beispiele sind Schuhsohlen, Reifen, Prototypen und Verwendungsbauteile. TPU kann über 300 % gestreckt werden, bevor es reisst. Zudem fängt das Material schwere Stösse unbeschädigt ab. Deshalb kann man eine Handyschutzhülle gut aus diesem Material fertigen.

Hohe Reibung

TPU hat eine hohe Oberflächenreibung. Folglich eignet es sich zur Fertigung von einem Transportband oder einer Reibungskupplung besonders gut. Ein Nachteil ist die hohe Feuchtigkeitsaufnahme des Materials.

Lieferzeiten für den 3D Druck Service
3-5 Werktage
Die angegebene Lieferzeit entspricht dem Standard für Einzelteile. Je nach Produktionsauslastung, Stückzahl und Grösse des Bauteils können andere Lieferzeiten gelten. Die aktuellen Lieferzeiten kommunizieren wir Ihnen aber vor Auftragsstart.

Vorgaben für TPU 3D-Druck

Mindestwandstärke: 1 mm
Kleinstes Detail: 0.3 mm
Maximale Druckgrösse:
 350 x 350 x 600 mm
Genauigkeit: 0.3 % min ±0.3 mm

Schnelldruck mit TPU 3D-Druck

Priority: Regeln für den Priority 3D-Druck: Die angegebenen 48 Stunden gelten von jeweils 12.00 Uhr und nur an Werktagen (Montag-Freitag). Wenn die Bestellung vor 12.00 Uhr eingeht, wird das Bauteil bis zum übernächsten Werktag 12.00 Uhr fertiggestellt. In diesen 48 Stunden ist nur die Fertigungszeit enthalten und gilt somit ohne Versandzeit. Wir versenden alle Produkte mit A-Post. Etwaige Nachbearbeitungen verlängern die Lieferzeit entsprechend. In diesem Falle halten wir mit Ihnen Rücksprache.
Maximal 200 x 200 x 200 mm
Fertigung in 48 Stunden
Aufschlag: 30 % des Teilepreises mindestens CHF 50.00

Express: Regeln für den Express 3D-Druck: Die angegebenen 24 Stunden gelten von jeweils 12.00 Uhr und nur an Werktagen (Montag-Freitag). Wenn die Bestellung vor 12.00 Uhr eingeht, wird das Bauteil bis zum nächsten Werktag 12.00 Uhr fertiggestellt. In diesen 24 Stunden ist nur die Fertigungszeit enthalten und gilt somit ohne Versandzeit. Wir versenden alle Produkte mit A-Post. Etwaige Nachbearbeitungen verlängern die Lieferzeit entsprechend. Priority-Bestellungen können aufgrund des Volumens, der Anzahl oder Komplexität abgelehnt werden. In diesem Falle halten wir mit Ihnen Rücksprache.
Maximal 150 x 150 x 150 mm
Fertigung in 24 Stunden
Aufschlag: 100 % des Teilepreises mindestens CHF 100.00

Vor- und Nachteile von TPU 3D-Druck

  • Flexibel
  • Abriebfest
  • Extrem hohe Bruchdehnung
  • Chemisch sehr beständig
  • Geringe Auflösung durch FDM 3D-Druck
  • Hohe Feuchtigkeitsaufnahme
  • Layerhaftung (Verbindung der Schichten) vermindert

Anwendungsbeispiele für TPU 3D-Druck

  • Flexible Prototypen
  • Endanschläge
  • Schuhsolen
  • Rollen und Reifen
  • Stuhlfüsse

Beispiel-Bauteile TPU 3D-Druck

Was ist das FDM 3D-Druck Verfahren?

FDM 3D-Druck Makroaufnahme Filament aus Düse Erklärung Technologie FDM 3D-Druckverfahren

«Fused Deposition Modeling», abgekürzt FDM bedeutet frei übersetzt: geschmolzener Schichtaufbau. FDM ist eine der ältesten und einfachsten 3D-Druck Technologien. FDM-Bauteile zeichnen sich durch einen ausgeprägten Schichtaufbau (Engl. layer) aus. «Fused Deposition Modeling» ist ein eingetragener Markenname der sich im Markt etabliert hat, ein neutralerer Begriff für dieselbe Technologie ist das FFF «Fused Filament Fabrication».

Zug- und Bruchfestigkeit

Die Schichten des Druckteils sind von Auge sichtbar und die Festigkeit in Aufbaurichtung wird durch die Haftung der Schichten aufeinander bestimmt. Die Festigkeit verringert sich deshalb auch in Aufbaurichtung. Denn die untere Schicht ist bereits vollständig erhärtet, während die nächste gedruckt wird. Darum schmilzt sie nur bedingt an den letzten Layer an. Das führt dazu, dass die Zug- und Bruchfestigkeit des Bauteils in Aufbaurichtung nur etwa 40 % der Zugfestigkeit des Bauteils in x/y- Richtung entspricht. Da Flächen aus nebeneinandergelegten Materialbahnen bestehen, ist ebenso eine Verminderung der Zugfestigkeit gegeben. Deshalb haben FDM-Bauteile nur etwa 70 % der Zugfestigkeit des eigentlichen genutzten Kunststoffmaterials.

Infill mit Wabenstrukturen

Mit FDM 3D-Druck ist es möglich, einen geschlossenen Hohlraum zu fertigen. FDM-Bauteile werden meist nicht als Vollmaterial-Modelle gefertigt, sondern mit einem sogenannten «Infill» von 20-30 % des Volumens. Im Inneren bestehen die Bauteile dann aus wabenförmigen Strukturen.

Echte Materialien beim FDM 3D-Druck Verfahren

Zudem werden alle Materialien «unverfälscht» durch Schmelzen aufgebracht, was die direkte Anwendung bekannter technischer Materialien ermöglicht.  Die meisten thermoplastischen Materialien eignen sich zum FDM Druck, somit kann man die grosse Vielzahl der Spritzgussmaterialien ebenfalls für den 3D-Druck verwenden. Andere 3D-Druckverfahren nutzen oft «verwandte» Materialien, die ähnliche oder annähernde Eigenschaften haben, wie das gewünschte Material.

Wie funktioniert der FDM 3D-Druck?

Das 3D-Modell eines Bauteils wird in eine «Slicing Software» geladen. In diesem Programm wird der Maschinencode erzeugt. Dafür wird das Bauteil in Schichten von 0.1-0.3 mm zerlegt. Der Verfahrweg des Druckkopfes wird nun automatisiert geschrieben. Dabei «zeichnet» der Druckkopf die Aussenkontur des Bauteils und füllt die Stellen aus, die solide sein sollen. Die Software erzeugt eine Datei, die den Fahrweg des Druckkopfes sowie weitere Informationen, wie zum Beispiel die benötigte Schmelztemperatur des Materials, beinhaltet. Der fertige Code wird an den 3D-Drucker gesendet.

Filament

Als Druckmaterial wird ein Kunststoffdraht durch einen Vorschub in den Druckkopf gepresst. Der Kunststoffdraht, auch Filament genannt, wird auf die eingestellte Schmelztemperatur erhitzt, damit er zähflüssig wird. Diese genaue Temperatureinstellung sorgt dafür, dass das aufgetragene Material nicht wegfliesst und bereits nach wenigen Sekunden nach dem Auftragen aushärtet. Die zähflüssige Masse wird durch das nachrückende Material aus dem Druckkopf gepresst. Dieser Vorgang ist genau auf die Bewegung des Druckkopfes kalibriert, sodass dieser eine gleichmässige Materiallinie auslegt. Das wird so lange ausgeführt, bis die Schicht fertig ist. Danach fährt der Druckkopf um die eingestellte Schichtstärke nach oben und repetiert den Vorgang mit den Daten der nächsten Schicht. Dadurch entsteht die für den 3D-Druck typische Schichtbauweise.

Schrägen, Treppen und Stützen

Sind Schrägen am Bauteil vorgesehen, sehen sie an der Oberfläche aus, wie Treppenstufen. Je flacher der Winkel von der xy-Ebene abweicht, desto sichtbarer und länger sind die Treppenstufen. Aufgrund der waagrechten Ablegung der Schichten ist ein Überhang von mehr als 45° nur mit Stützmaterial druckbar. Die Stützen werden von der «Slicing Software» gleich mitprogrammiert und gefertigt, sodass ein Untergrund für die Layer entsteht. Komplexe Formen zu drucken ist dank wasserlöslichen Materialien, für den Druck der Stützbauten, möglich. Die Stützen werden nach dem Druck einfach in einem Wasserbad ausgespült.

Verfügbare Farben

  • Gelb
  • Grau
  • Rot
  • Schwarz
  • Weiss
  • Grau
  • Himmelblau
  • Blau
  • Orange

Verfügbare Nachbearbeitungen

Für dieses Material bieten wir leider keine Nachbearbeitungen an

Allgemeine Eigenschaften

Eigenschaft Testmethode Wert
Dichte ISO1183, GB/T1033 1.20-1.24 g/cm3 at 23 °C
Schmelzpunkt 210°C, 2.16kg 3-6 g/10min
Lichtübertragung N/A N/A
Flammhemmung N/A N/A
Feuchtigkeitsaufnahme 70%RH – 23°C 0.82 %

Mechanische Eigenschaften des gedruckten Models

Eigenschaft Testmethode Wert
Elastizitätsmodul (X-Y) ISO 527, GB/T 1040 9.4 ± 0.3 MPa
Elastizitätsmodul (Z) ISO 527, GB/T 1040 N/A
Zugfestigkeit (X-Y) ISO 527, GB/T 1040 29 ± 2.8 MPa
Zugfestigkeit (Z) ISO 527, GB/T 1040 N/A
Bruchdehnung (X-Y) ISO 527, GB/T 1040 330.1 ± 14%
Bruchdehnung (Z) ISO 527, GB/T 1040 N/A
Biegemodul (X-Y) ISO 178, GB/T 9341 N/A
Biegemodul (Z) ISO 178, GB/T 9341 N/A
Biegefestigkeit (X-Y) ISO 178, GB/T 9341 N/A
Biegefestigkeit (Z) ISO 178, GB/T 9341 N/A
Schlagzähigkeit (Charpy X-Y) ISO 179, GB/T 1043 N/A
Schlagzähigkeit (Charpy Z) ISO 179, GB/T 1043 N/A

Thermische Eigenschaften

Eigenschaft Testmethode Wert
Glasübergangstemperatur DSC, 10°C/min N/A
Schmelztemperatur DSC, 10°C/min N/A
Kristallisationstemperatur DSC, 10°C/min N/A
Zersetzungstemperatur TGA, 20°C/min N/A
Vicat-Erweichungstemperatur ISO 306, GB/T 1633 N/A
Wärmeformbeständigkeit ISO 75 1.8MPa N/A
Wärmeformbeständigkeit ISO 75 0.45MPa N/A
Wärmeleitfähigkeit N/A N/A
Wärmeschrumpfrate N/A N/A

Feuchtigkeitsaufnahmekurve