È ora possibile impostare valori variabili di durezza della polvere in TPU sulla serie Fuse
La TPU 90A Powder viene impiegata dai clienti Formlabs per diverse applicazioni: dalle parti ammortizzanti utilizzate dai produttori di treni alle pinze per applicazioni di robotica e tanto altro ancora. La serie Fuse ha reso possibile la produzione di parti elastomeriche di alta qualità e lunga durata con libertà geometrica e senza dover ricorrere a processi con attrezzature in più fasi.
Attualmente, l'Editor delle impostazioni di stampa di Formlabs sta ampliando le possibilità del TPU stampato in 3D SLS. Utilizzando l'Editor delle impostazioni di stampa di PreForm, è possibile modificare la durezza della TPU 90A Powder per sperimentare parti più morbide e conformi. Senza dover cambiare i materiali né effettuare ulteriori operazioni di pulizia o manutenzione, ora è possibile sfruttare l'Editor per innovare i progetti e avvicinarsi al materiale elastomerico che si preferisce per l'utilizzo finale.
Formlabs ha testato diverse combinazioni di impostazioni per realizzare parti in TPU con durezza variabile e i risultati sono riportati di seguito. Tuttavia, l'Editor delle impostazioni di stampa rientra nel nostro impegno volto a incoraggiare sviluppatori e innovatori a sperimentare nuove soluzioni; potrebbe essere necessario effettuare alcuni test e apportare alcune modifiche autonomamente per ottenere una parte con la durezza e la finitura superficiale adeguate alla propria applicazione.
Utilizzo dell'Editor per il TPU con durezza variabile
Per sbloccare nuove possibilità di stampa con la polvere SLS di TPU con durezza variabile, le impostazioni principali da comprendere sono due.
-
Potenza del laser di riempimento: l'Editor può controllare la potenza del laser. I laser a bassa potenza non sinterizzano le particelle di TPU in modo così compatto, ottenendo di conseguenza una parte più morbida. Tuttavia, se la potenza del laser di riempimento è troppo bassa, la parte potrebbe non sinterizzare affatto e i dettagli non risulteranno definiti.
-
Distanziamento tra le linee di scansione di riempimento: l'Editor può controllare il distanziamento del processo di scansione del laser. Un distanziamento maggiore provocherebbe una sinterizzazione parziale del materiale, ottenendo così una parte più morbida. Se il distanziamento è troppo ampio, possono emergere difetti visibili sulla superficie e una certa delaminazione di alcuni dettagli positivi.
Per ottenere un TPU con una durezza inferiore, puoi modificare la potenza del laser di riempimento, il distanziamento tra le linee di scansione di riempimento o entrambi. I seguenti risultati possono essere raggiunti grazie a una combinazione di modifiche a queste due impostazioni.
Come mostra il grafico, durante i test è stata raggiunta una durezza Shore di 38A. In generale, la modifica del distanziamento ha un effetto maggiore sulla durezza della parte, mentre la potenza del laser di riempimento ne amplifica l'effetto. Ad esempio, per sinterizzare una parte con una durezza di 60A, un buon punto di partenza sarebbe un distanziamento di 0,35 mm e una potenza del laser di riempimento di 21 000 mW.
Agli estremi di una potenza del laser di riempimento molto bassa o di un ampio distanziamento possono emergere degli effetti superficiali visibili. Alcuni dettagli potrebbero non essere ben definiti e la superficie potrebbe presentare una consistenza “sfocata” o “friabile”. Modificare lo spessore di una parte può aiutare a mitigare l'effetto della modifica di un'impostazione sulla risoluzione dei dettagli; le parti spesse in genere risultano più definite, anche con impostazioni più ampie per il distanziamento tra linee di scansione di riempimento. Formlabs non consiglia di stampare parti sottili con distanziamento superiore a 0,45 mm.
Ulteriori istruzioni sull'uso dell'Editor per personalizzare la durezza Shore della tua polvere sono disponibili nel nostro manuale d'uso dedicato.
I test e le analisi sulle impostazioni della durezza variabile utilizzando l'Editor sono stati eseguiti sulla stampante Fuse 1+ 30W e, sebbene l'Editor sia disponibile anche per la Fuse 1, i risultati potrebbero non corrispondere esattamente a quelli indicati sopra.
Effetto delle variazioni delle impostazioni sulle proprietà meccaniche
La durezza variabile del TPU può essere utile durante la prototipazione di componenti per l'ammortizzazione.
La TPU 90A Powder è stata certificata in quanto prodotto sicuro a contatto con la pelle, quindi le durezze con valore più basso possono essere ideali per personalizzare l'attrezzatura.
Man mano che le parti si ammorbidiscono, la loro densità volume diminuisce: a livello microscopico, la parte assume una consistenza simile alla schiuma. Questo ha un impatto sulle proprietà meccaniche e sull'impermeabilità. Se hai in programma di utilizzare la parte in un'applicazione che richiede una certa resistenza meccanica o all'usura, assicurati di testare completamente la parte.
L'allungamento a rottura, il carico di rottura a trazione e la rigidità sono particolarmente influenzati dalla variazione della potenza del laser di riempimento e del distanziamento tra le linee di scansione di riempimento.
Su elementi allungati, come le barre di trazione presenti in questa immagine, le variazioni delle proprietà del materiale sono particolarmente evidenti. La barra posteriore (40A), quella centrale (60A) e quella anteriore (80A) presentano tutte livelli di rigidità diversi.
Per quantificare con maggiore precisione questo effetto, consulta i grafici seguenti. La riduzione della durezza da 90A a 80A riduce anche il carico di rottura a trazione e la deformazione massima delle parti di oltre il 50%. In questo modo è più probabile che le parti si lacerino durante la rimozione della polvere, danneggiando i dettagli.
La riduzione della durezza da 90A a 80A ha anche un impatto significativo sulla resistenza alla lacerazione delle parti, con le durezze più alte che si avvicinano alla resistenza nominale alla lacerazione di 66 kN/m e le parti di durezza inferiore che diminuiscono rapidamente di resistenza.
La polvere di TPU con durezza variabile apre le porte a nuove applicazioni
Il TPU con durezza variabile può essere utilizzato per progettare guarnizioni e parti antivibranti che si adattano perfettamente al tuo specifico assemblaggio e alla tua applicazione.
Per i test sui prodotti di consumo, l'utilizzo di materiali elastomerici più morbidi, come una polvere di TPU con una durezza di 60A, può aiutare il vostro team di progettazione ad avvicinarsi al prodotto finale stampato a iniezione.
La TPU 90A Powder ha permesso ai principali designer di calzature, produttori di apparecchi sportivi e del settore aerospaziale, tra gli altri, di prototipare una gamma più ampia di materiali in modo più accurato e in una fase più precoce del processo di fabbricazione. Ora, con la possibilità di variare la durezza Shore senza dover cambiare la stampante o aggiungere ulteriori interventi di pulizia o manutenzione, è possibile ottenere proprietà dei materiali completamente nuove. Con il giusto protocollo di test per le tue impostazioni uniche, è possibile ottenere parti più morbide ed elastiche con una buona finitura superficiale.
Per scoprire di più sulla TPU 90A Powder o per richiedere un campione di TPU stampato in 3D SLS con una durezza diversa, ti invitiamo a contattare il nostro team. Per scoprire di più sull'Editor delle impostazioni di stampa, visita la nostra pagina di assistenza.
Dati grezzi dei test
La tabella che segue elenca i dati grezzi dei test di Formlabs sull'effetto della potenza del laser di riempimento e del distanziamento tra le linee di scansione di riempimento sulla durezza Shore. Fai riferimento a questi dati quando definisci le tue impostazioni di stampa.
| Potenza del laser riempimento | Distanziamento tra linee di scansione di riempimento | Durezza |
|---|---|---|
| 15000 | 0,35 | 37,7 |
| 18000 | 0,12 | 90,1 |
| 18625 | 0,26 | 66,3 |
| 19400 | 0,43 | 40,4 |
| 20000 | 0,12 | 88,5 |
| 21100 | 0,33 | 62,7 |
| 22160 | 0,48 | 43,6 |
| 23150 | 0,22 | 78,6 |
| 24000 | 0,38 | 62,3 |
| 25000 | 0,12 | 89,8 |
| 25250 | 0,52 | 45,3 |
| 25800 | 0,28 | 74,9 |
| 27000 | 0,12 | 90,6 |
| 28500 | 0,12 | 89,8 |
| 28500 | 0,12 | 91,4 |
| 28500 | 0,13 | 90,7 |
| 28500 | 0,1325 | 89,5 |