在柔性材料和类橡胶材料的打印方面,3D 打印提供诸多可能性,灵活多变。从生产部件到对业余爱好者来说很酷的项目,这都是值得一试的。 让我们来看看Xometry提供的3D打印技术的灵活材料选项。
不同3D打印材质的肖氏硬度指标
说到柔性聚合物,肖氏硬度是一个主要的性能,要注意。
创建肖氏硬度等级是为了在比较不同材料时提供通用参考点。 使用硬度计进行测量。有不同的肖氏硬度等级来测量不同材料的硬度。
- Shore OO Scale 测量的是极其柔软的材料,比如凝胶(比如凝胶鞋垫)
- Shore A Scale 测量的是广泛的材料类型;从非常软和柔性到几乎完全没有柔性的半刚性塑料。
- The Shore D Scale 测量的是非常硬的橡胶、半刚性和刚性塑料(如PVC管)
从上图中可见,不同的指标之间也有重合之处。例如:Shore 95A同样也是Shore 50D.
可在Xometry获得3D打印柔性材料
不同的印刷技术需要不同的聚合物或树脂来印刷。让我们详细看看每种技术需要什么样的打印材料及其特性。
热塑性聚氨酯 (TPU)
TPUs 属于热塑性弹性体类别。TPE的范围可以从10 Shore 00到72 Shore D,跨越所有三个硬度等级,但是,最常用的是Shore A等级。
TPU 聚氨酯88/95A
Ultrasint TPU 01是一种通用材料,专门用于多射流熔融 (MJF)。这种材料是热塑性聚氨酯,具有灵活性,高撕裂强度和提供良好的细节。TPU 3D打印提供了独特的可能性,否则很难实现与其他3D打印材质,如ABS,PLA或尼龙。
结合了塑料和橡胶的特性,TPU可以生产出有弹性、高度耐用的零件,可以很容易地弯曲或压缩。这种材料具有坚硬的橡胶般的特性,非常像滑板的轮子,适合一系列的最终用途。此外,该材料易于印刷,并具有良好的抗紫外线和耐水解性。详细特性请参见TPU M95A规格表。
技术: 多射流熔融 (MJF)
类柔性TPE热塑性弹性体
如果您需要一种耐腐蚀、柔性的橡胶材料,用于选择性激光烧结(SLS)的柔性TPU/TPE是最佳选择。具有良好的弹性后,变形和高紫外线(紫外线)稳定性,这种弹性体SLS TPU提供了许多优势。通过创建一个有趣的结构设计,零件可以3D打印的各种应用,从汽车到鞋类行业。该材料给出了一个平滑的白色表面,也提供了良好的耐水解性,很大的冲击吸收。
技术: 选择性激光烧结 (SLS)
TPU材料也可以用于FDM打印,但通常,这种3D打印的质量比使用SLS或MJF等基于粉末的技术打印时要低,此外,它们几乎没有价格差异。
TPU的属性
TPU有一些独特的关键特性,适合于行业应用。
耐磨/耐刮擦性
高抗磨损和抗刮伤性意味着耐久性和高美学价值。与其他热塑性材料相比,当耐磨性和耐刮擦性对于汽车内部部件、运动和技术部件等应用至关重要时,TPU给出优异结果。
抗紫外线
除了保持良好的机械性能之外,它们还显示出对紫外线辐射的非凡稳定性,因此具有优异的颜色稳定性。对于浅色和深色零件,行业可以依赖TPU的高抗刮伤性和抗紫外线性能,因为TPU可确保与美观零件的牢度。
高灵活性
TPU具有很高的灵活性、吸震性和反弹性,是制作鞋类、运动器材和骨科模型的绝佳选择。这种性质是非常有益的,当谈到汽车内部和空气过滤器覆盖。
其他优势
- 在宽温度范围内具有良好的灵活性
- 优异的低温和冲击强度
- 稳健的天气和高能量辐射抵抗力
- 在整个硬度范围内具有高弹性
- 对油、油脂和多种溶剂的弹性
柔性CLIP树脂
CLIP树脂是一类高质量的树脂,用于碳DLS 3D打印技术。在Xometry,我们提供三种类型的柔性CLIP树脂。请查看我们的视频概述,了解它们的外观:
- DLS EPU 40 (1:22)
- DLS FPU 50 (2:36)
- DLS SIL 30 (3:36)
DLS EPU 40 (弹性聚氨酯)
EPU 40 是一种高性能聚氨酯弹性体,是需要高弹性和抗撕裂性的应用场合的良好选择。弹性体聚氨酯CLIP树脂,由于其高性能允许在循环拉伸和压缩负荷下的优良弹性行为。您可以拉伸和弯曲它,它会恢复到原来的打印形状。
EPU 40可与肖氏硬度为70A的商用TPU相比较。EPU树脂是橡胶状的、耐冲击的、柔性的和可拉伸的,具有几乎看不到的100 m或0.1 mm的层厚。然后,零件非常接近注塑模型,这使得原型制作非常有趣。看看EPU 40规格表。
主要特点:
- 高弹性
- 抗撕裂
- 化学和生物相容性
应用:
- 垫片和密封件
- 减震器
- 隔振器
DLS FPU 50 (柔性聚氨酯)
FPU 50 是一种抗冲击、抗磨损和抗疲劳的半刚性材料,是必须承受重复应力的零件的良好选择。这种材料非常适合坚固的外壳、铰接机构和摩擦配合。FPU在抗疲劳性和耐热性方面与聚丙烯相当。功能薄至0.25毫米可以3D打印,它是不像EPU 40橡胶和弹性。看看DLS FPU 50的整体规格。
主要特点:
- 坚韧耐疲劳
- 高抗拉强度
- 高冲击和屈服强度
应用:
- 卡扣式配合
- 应变消除
- 用于封装小型电路的底座和支架
DLS SIL 30 (硅)
SIL,一种硅-聚氨酯材料,可与肖氏A硬度为35的商用TPE相比。CLIP技术使3D打印与新型聚合物,包括复杂的化学,如聚氨酯和氰酸酯为基础的树脂。结果是材料的多样化和不断增长的选择反映了共同的工程要求。这是SIL 30规格表。
主要特点:
- 柔软的触感
- 生物相容性
- 抗撕裂
应用:
- 可穿戴(腕带、耳机垫)
- 医疗设备
所有这些CLIP树脂都适合长期(> 30天)皮肤接触。同样,除EPU 40*外,所有产品均可用于短期(< 24小时)的粘膜接触,该产品仅适用于皮肤接触。因此,他们也找到了在医疗行业印刷安全材料的方法。
柔性材料成本对比
让我们通过Xometry的报价引擎对用于CAD模型的三种树脂进行成本比较
材料 | 单位成本 | 每10件的单位成本 | 每100件的单位成本 |
TPU 聚氨酯 88/95A(MJF) | 29.95€ | 12.37€ | 11.41€ |
类柔性TPE热塑性弹性体(SLS) | 25.84€ | 23.24€ | 21.41€ |
EPU 40 | 212.44€ | 48.82€ | 48.82€ |
FPU 50 | 436.53€ | 100.31€ | 100.31€ |
SIL 30 | 632.56€ | 159.24€ | 159.24€ |
结论
大众市场上有两种主要类型的3D打印用柔性材料:TPU,可与FDM,MJF和SLS 3D打印机和CLIP树脂(碳DLS)打印。如果您要寻找更实惠的零件,请选择TPU材料;如果您需要高强度或抗撕裂等高级材料特性,请选择更昂贵的CLIP树脂。
所有这些3D打印选项均可在Xometry获得,只需上传CAD文件并查看价格选项。
推荐阅读:3D打印加工服务