Zastosowanie i możliwości druku elastomerami

Filamenty do druku metodą FDM możemy podzielić na dwie zasadnicze grupy. Pierwszą z nich są termoplasty zaliczane do grupy plastomerów, do których należą materiały takie jak PET lub ABS. Do drugiej grupy zalicza się elastomery, których najbardziej popularnym przykładem jest materiał TPU. W artykule rozwiniemy wątek tej drugiej grupy i przedstawimy ich potencjalne zastosowania wraz z własnościami chemicznymi i fizycznymi.

Czym są elastomery?

Elastomery to zaliczane do grupy polimerowych tworzyw sztucznych materiały, które cechują się dużą podatnością na rozciągnie, ścinanie i zginanie. Wśród nich wyróżnić można między innymi te oparte na gumie i kauczuku. Wykonywane z nich filamenty do drukarek 3D, takie, jak TPU (Termoplastyczne Elastomery Poliuretanowe) doceniane są przede wszystkim za elastyczność oraz stosunkową łatwość w druku technologią FDM.

Jakie właściwości mają filamenty elastyczne?

Filamenty do druku metodą FDM, wykonywane z elastomerów cechują się niskim skurczem materiału, dużą odpornością na zginanie, nawet w niskich (-5*C) temperaturach oraz dobrą odpornością na ścieranie. Przez ich budowę chemiczną są odporne na różnice temperatur. Ich powierzchnia jest najczęściej śliska oraz błyszcząca.

Filamenty elastyczne ze względu na plastyczność tej grupy polimerów stopień twardości w tych materiałach określany jest jak dla miękkich plastików (grupa A lub D) w skali twardości Shore'a, a ich wartości wynoszą od około A40 do A90 lub od D0 do D40.

Na co zwrócić uwagę podczas druku?

Podczas drukowania z ich użyciem zalecane jest stosowanie grzanego stołu do 80*C, natomiast temperatura dyszy zależna jest od ich poszczególnych rodzajów oraz mieszanki wybranego producenta. Poza wymaganymi temperaturami druku pod względem konstrukcji drukarki wymagają od niej systemu podawania filamentu typu direct - czyli konstrukcji gdzie ekstruder umieszczony jest bezpośrednio na karetce, nad gardzielą i radiatorem. Elementy najlepiej drukować na chropowatej powierzchni z użyciem środka adhezyjnego na bazie wody np.: StickIT. Prawidłowe prowadzenie tej grupy filamentów ze szpulki do układu uplastyczniania jest szczególnie istotne ze względu na możliwość zmiany średnicy wiązki poprzez rozciągnięcie materiału plastycznego. Z tego powodu należy zminimalizować tarcie pomiędzy elastomerem, a elementami drukarki.

Do czego wykorzystywane są elastomery w wydrukach 3D?

W elastyczne filamenty do druku w 3D należące do grupy elastomerów można się zaopatrzyć między innymi w sklepie internetowym F3DFilament, oferującym m.in. TPU, flex oraz bioflex - materiał elastyczny na bazie PLA. Zastosowań dla tej grupy polimerów w metodzie FDM jest bardzo dużo, a do najbardziej popularnych z nich należą: elastyczne łączniki do rur, elementy ochronne, np.: etui na telefon lub kamerę sportową, zabawki, wibroizolatory, NALEŻY PAMIĘTAĆ, że większość materiałów bazujących na TPU tak jak i ABS nie są przeznaczone do kontaktu z żywnością, szczególnie pod wpływem wysokiej temperatury, dlatego decydując się na takie zastosowanie tego materiału należy dobrze zapoznać się z dokumentacją techniczną.

Podsumowanie

Dobranie parametrów procesu dla elastomerów, we własnej drukarce otwiera szereg możliwości dla prototypowania, nieosiągalnych dla innych materiałów elementów konstrukcyjnych. Materiały te znajdą z pewnością zastosowanie w wielu