TPU 98A
FLEXIBEL UND CHEMISCH BESTÄNDIG
VERFÜGBARE FARBEN
TPU 98A von BigRep ist ein flexibles Filament. Es ist widerstandsfähig, UV-stabilisiert, und bietet hohe chemische Beständigkeit - perfekt für industrielle Anwendungen, vor allem für Teile, die mit Ölen, Fetten oder Chemikalien in Kontakt kommen. BigReps TPU 98A ist zudem robust, und hält aufgrund seiner hohen Schlagfestigkeit, Reißfestigkeit, Haltbarkeit und Abriebfestigkeit auch starken Belastungen stand.
Dank ausgezeichneter Schicht- und Betthaftung sind die produzierten Teile belastbar und geometrisch präzise, mit minimaler Schrumpfung und Verformung. Obwohl BigReps TPU 98A flexibel ist, ist es ein relativ steifes Elastomer. Die Härte eines 3D-gedruckten Teils kann durch Verändern der Slicer-Einstellungen beeinflusst werden. Sein hervorragendes Dämpfungsverhalten macht TPU 98A prädestiniert für Produktionshilfsmittel, vor allem wenn sie mit sensiblen Teilen und empfindlichen Geräten in Kontakt kommen.
GEEIGNET FÜR
Flexibel
(Shore 98A)
Hohe chemische
Beständigkeit
Ausgezeichnete
Schlagfestigkeit
Höchste
Schichthaftung
Haltbar und
abriebfest
Was ist das 3D-Druckfilament TPU 98A?
BigRep TPU 98A ist ein flexibles Thermoplast-Filament, das für den Einsatz auf den größten industriellen 3D-Druckern von BigRep, dem BigRep ONE und dem BigRep STUDIO, sowie dem PRO-System konzipiert ist. Es handelt sich um ein thermoplastisches Polyurethan – aus der Familie der thermoplastischen Elastomere – mit einer Shore-Härte von 98A. Das ist für TPU-Materialien relativ hart und entspricht im Hinblick auf Flexibilität und Haltbarkeit eher einem Einkaufswagenrad als einem Gummiband.
Dieses BigRep-Filament bietet mehrere vorteilhafte Eigenschaften, darunter eine Temperaturbeständigkeit bis zu 100 °C und eine hohe chemische Beständigkeit. Dank dieser Attribute ist das Material für robuste industrielle Anwendungen geeignet.
Welche Gründe gibt es dafür, das Filament BigRep TPU 98A einzusetzen?
Während viele 3D-gedruckte Komponenten ein gewisses Maß an Starrheit benötigen, um ihre Funktion zu erfüllen, gibt es auch eine bestimmte Kategorie von Teilen, die flexibel, biegsam oder weich sein müssen, um richtig zu funktionieren. 3D-gedruckte Artikel wie Dichtungen, Vibrationsdämpfer und Schuhsohlen funktionieren am besten, wenn sie aus gummiähnlichen Materialien und nicht aus starren Kunststoffen hergestellt sind.
Das FFF-3D-Druckverfahren ist allerdings nicht zum Verdrucken vieler flexibler Materialien geeignet. Das liegt daran, dass es sich bei den meisten gängigen flexiblen Materialien (etwa Silikonkautschuk) um Duroplaste handelt, die ein 3D-Drucker nicht extrudieren kann. Aus diesen Elastomer-Materialien hergestellte Teile sind stattdessen am besten für Verfahren wie den Flüssigsilikon-Spritzguss geeignet. Es gibt jedoch eine Ausnahme von der Regel: Thermoplastische Elastomere wie TPU vereinen die Attribute von Kautschuk und Thermoplasten, was ein Material ergibt, das sich wie ein Elastomer verhält, aber wie ein starrer Thermoplast verarbeitet werden kann.
BigRep TPU 98A ist ein ideales Material für Benutzer, die sowohl die Vorteile flexibler Materialien (wie Haltbarkeit und Schlagzähigkeit) als auch die Vorteile des 3D-Druckprozesses (Gestaltungsfreiheit, schnelle Prototypenerstellung und geringe Produktionskosten bei Kleinmengen) nutzen wollen.
Forms and Molds
Factory Tooling
TRANSPORT AND LOGISTICS
Functional Prototypes
Vorteile des 3D-Drucks mit BigRep TPU 98A
Manche Nutzer von FFF-Druckern schrecken vor der Verwendung flexibler Filamente zurück – Gründe dafür sind die langsame Druckgeschwindigkeit und die Tendenz zu Blob-Bildung und Stringing. Das 3D-Druckfilament BigRep TPU 98A wurde von Experten entwickelt und getestet. Das Ergebnis ist ein Hochleistungsmaterial, das zuverlässig und einfach zu verdrucken ist, insbesondere bei Verwendung des vorgesehenen BLADE-Materialprofils. Da dieses TPU am oberen Ende der Shore-Härteskala angesiedelt ist, müssen sich die Nutzer keine Sorgen über Düsenverstopfungen oder Druckfehler machen, die durch flexiblere am Markt verfügbare Filamente verursacht werden.
Durch Schaffung der optimalen Druckbedingungen für TPU 98A können Nutzer sich die Leistungsvorteile des Materials zunutze machen. Die hohe Flexibilität des Materials verleiht ihm eine ausgezeichnete Haltbarkeit und Schlagzähigkeit – bei der Charpy-Kerbschlagzähigkeitsprüfung nach ISO 179 wurde kein Bruch festgestellt. Weitere wichtige Vorteile sind die ausgezeichnete chemische Beständigkeit, die gute Beständigkeit gegen Öle und Fette sowie die hohe UV- und Temperaturbeständigkeit.
EMPFOHLENE DRUCKEINSTELLUNGEN
- Düsentemperatur: 210 - 240 °C
- Temperatur des Druckbetts: 50 - 60 °C
- Kammertemperatur: n/a
- Druckgeschwindigkeit: >30 mm/s
TPU 98A verfügt über eine außergewöhnliche Schlagzähigkeit: Es ist das einzige Filament im Portfolio von BigRep, für das bei der Charpy-Kerbschlagzähigkeitsprüfung kein Bruch festgestellt wurde. Es weist eine Reißfestigkeit von 175 N/m und eine Bruchdehnung von 450 % auf. Zum Vergleich: Das sprödere PLA weist eine Bruchdehnung von 4 % auf.
Das TPU-Material von BigRep ist temperaturbeständig bis 100 °C (mit einer Vicat-Erweichungstemperatur von 105 °C) und damit für anspruchsvolle industrielle Anwendungen geeignet. Seine ständige Anwendungstemperatur beträgt 50 °C und sein Schmelzpunkt liegt bei 190 °C.
Ausgezeichnete chemische Beständigkeit ist einer der wichtigsten Vorteile von BigRep TPU 98A. Das Material hat eine gute Beständigkeit gegen Öle und Fette, wodurch es für Anwendungen in der Automobilbranche, der Raumfahrt, der Industrie und anderen Bereichen geeignet ist.
Was ist beim 3D-Druck mit BigRep TPU 98A zu beachten?
Auch wenn BigRep TPU 98A ebenso einfach zu verdrucken ist wie viele starre Thermoplasten, sollten Nutzer, die mit flexiblen Materialien nicht vertraut sind, einige Vorsichtsmaßnahmen ergreifen. Am wichtigsten: Lagern Sie das Material an einem trockenen Ort, denn es ist stark feuchtigkeitsbindend. Für beste Druckergebnisse sollte das Filament vor der Verwendung etwa 4–6 Stunden bei 80 °C getrocknet werden.
Während des Drucks lässt sich mit einer moderaten Druckbetttemperatur von 50–60 °C und einer geeigneten Oberfläche wie der BigRep SWITCHPLATE oder einem Kaptonband mit Magigoo eine gute Adhäsion am Druckbett erzielen. Überhängende Teile können mit dem BVOH-Stützmaterial von BigRep abgestützt werden.
Best Practices für Lagerung und Handhabung von BigRep TPU 98A
Wie alle thermoplastischen Polyurethanfilamente ist BigRep TPU 98A feuchtigkeitsbindend. Nutzer müssen deshalb bei Lagerung und Handhabung besondere Vorsicht walten lassen. Nimmt das Filament in einer feuchten Umgebung Feuchtigkeit auf, kann es beim Druck zu Problemen wie übermäßigem Stringing, Knackgeräuschen und zu geringer Extrusion kommen.
TPU 98A sollte bei Raumtemperatur an einem trockenen Ort und vor direktem Sonnenlicht geschützt gelagert werden. Für beste Ergebnisse kann der BigRep SHIELD eingesetzt werden, ein Filament-Trockenschrank, der bis zu 60 kg Filament aufnehmen kann. Bei korrekter Lagerung sollte das Filament bis zu 24 Monate haltbar sein. Wenn das Filament Feuchtigkeit ausgesetzt wurde, kann es vor dem Druck für vier bis sechs Stunden bei 80 °C getrocknet werden. Wie bei allen Filamenten sollten Nutzer beim 3D-Druck mit TPU 98A für eine angemessene Belüftung sorgen und bei der Weiterverarbeitung persönliche Schutzausrüstung tragen.
Anwendungsfälle: So kommt BigRep TPU 98A bei Kunden zum Einsatz
BigRep TPU 98A lässt sich in vielen verschiedenen Industrien einsetzen, in denen hohe Haltbarkeit, Schlagzähigkeit und chemische Beständigkeit gefordert sind. Eine solche Industrie ist die Automobilbranche, wo das TPU-Material zum Beispiel für interne stoßdämpfende Komponenten verwendet wird und dabei Fetten und Ölen problemlos widersteht.
Ein besonders spannendes Beispiel für die Anwendung von TPU 98A in der Automobilindustrie war die Entwicklung der weltweit ersten luftlosen Motorradreifen. Diese vom Innovationsberatungsteam von BigReps NOWlab entwickelten luftlosen Reifen waren Teil des ersten vollständig 3D-gedruckten eBikes NERA, das auf der formnext 2018 erstmals vorgestellt wurde. Die Reifen wiesen ein Wabendesign auf, das für innere Stabilität sorgte und zugleich ein Gleichgewicht zwischen Starrheit und Flexibilität herstellte. Die Geometrie wurde mit dem TPU-Filament von BigRep umgesetzt. Dieses ist fest und stark genug, um im Einsatz seine Form zu behalten, bietet zugleich aber gerade genug Flexibilität, um den Weichheitsaspekt eines traditionellen Luftreifens nachzuahmen. Andere mögliche Anwendungsfälle für BigRep TPU 98A umfassen stoßdämpfende Teile für die Industrie, Dichtungen, Wearables sowie Schuhkomponenten wie Außensohlen.
PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN:
| Dichte (ISO 1183): | 1.18 g/cm³ |
| Filament-Durchmesser: | 2.85 mm |
| Verfügbare Farben: | Schwarz, Rot, Transparent |
| Nettogewicht: | 2.5, 4.5 and 8.0 kg |
MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN:
| Shore A Härte, 3s (ISO 7619-1): | 98A |
| Shore D Härte, 15s (ISO 7619-1): | 52D |
| Druckverformungsrest bei 23°C, 72h (ISO 815): | 35% |
| Druckverformungsrest bei 70°C, 24h (ISO 815): | 42% |
| Abriebfestigkeit (ISO 4649): | 25 mm³ |
| Zugspannung bei 100% Dehnung (ISO 527): | 15 MPa |
| Zugspannung bei 300% Dehnung (ISO 527): | 30 MPa |
| Bruchspannung, TPE (ISO 527): | 40 MPa |
| Bruchdehnung, TPE (ISO 527): | 450% |
| Charpy Kerbschlagzähigkeit, +23°C (ISO 179): | No break |
| Reißfestigkeit (ISO 34): | 175 kN/m |
THERMISCHE EIGENSCHAFTEN
| Vicat-Erweichungstemperatur (ISO 306): | 105°C |
| Glasübergangstemperatur (Tg) (DSC): | -30°C |
| Schmelztemperatur (Tm) (DSC): | 190°C |
| Ständige Anwendungstemp. (UL Yellow Card) (UL 746): | 50°C |
ANWENDUNGSEMPFEHLUNGEN
| Düsentemperatur: | 210 - 240°C |
| Druckbetttemperatur: | 50 - 60°C |
| Lüftergeschwindigkeit: | 0 - 50% |
| Druckbetthaftung: | Kapton, BigRep SWITCHPLATE |
| Stützmaterial | Breakaway, BigRep BVOH |
