Содержание
- Общие характеристики,
- Особенности, плюсы и минусы,
- Основные настройки принтера,
- Вывод,
- FAQ.
Общие характеристики
FLEX - обобщающее название группы пластиков для FDM печати, объединенных одним главным определяющим свойством, все они гибкие, растяжимые, резиноподобные, иначе говоря эластичные, благодаря чему имеют второе общее название - эластомеры. Имя каждому конкретному пластику дает производитель, при этом не всегда раскрывая его состав. Чаще всего, FLEX состоит из полиуретана, каучука и миксов из них в разных пропорциях, а также красителей и прочих секретных улучшителей свойств, позволяющих облегчить жизнь 3d-печатнику. Полиуретан, материал изобретенный более 80 лет назад и давно заслуживший себе славу и уважение благодаря своим отличным механическим и химическим свойствам. Его термопластичная версия для печати известна под сокращением TPU (Thermoplastic Polyurethane). К этому пластику определенно стоит внимательно присмотреться, а узнав его поближе обязательно иметь ввиду для применения в собственных DIY проектах.
Особенности, плюсы и минусы
Полиуретан отличается огромной прочностью, особенно на разрыв и удар, высокой устойчивостью к износу, химической и термической стойкостью и отсутствием токсичности. Благодаря такому набору свойств, полиуретан широко используется практически в любой технике, строительстве, машиностроении и даже медицине. Комбинируя состав, химики могут играть свойствами полиуретана, делая его либо очень твердым, либо слишком податливым. Оптимизированный для 3D печати ТPU находится между этими крайностями, но ближе к мягкости. Из него можно напечатать уйму всего полезного в проектах и хозяйстве: зубчатый ремень, упругую подставку под тяжелый предмет, уплотнитель, прокладку, отбойник, небьющуюся посуду, чехол для телефона, даже настоящую подошву для обуви а то и всю всю обувь целиком.
Большим плюсом TPU является отличная спекаемость слоев. При правильно подобранных параметрах изделие становится практически монолитным, ему не грозит разрушение вдоль слоев.
- отсутствие запаха при печати и эксплуатации.
- отсутствие токсичности.
Эластичность нельзя назвать минусом, так как это основное свойство пластика FLEX. Изделия из него должны быть рассчитаны на нагрузки с учетом деформации, которая охотно возникает при работе на изгиб и растяжение. Гибкость сохраняется даже при низких температурах, что не свойственно другим, даже относительно мягким, пластикам.
TPU, вследствие своей вязкости, плохо обрабатывается механически, относительно легко его можно только резать.
- Трудно склеить детали их этого материала между собой или надежно приклеить их к чему-то еще.
- Практически невозможно загрунтовать, покрасить, покрыть лаком.
- TPU стоек к кислотам, щелочам и маслам. Нестоек к некоторым органическим растворителям, хлору и к горячему пару.
- Выдерживает достаточно большой диапазон температур без потери физических свойств. Разные производители гарантируют вилку от -40 до +110 градусов Цельсия.
- Равнодушен к ультрафиолетовому излучению, что позволяет применять изделия из него для эесплуатации под открытым небом.
- Гигроскопичен, требует тщательной сушки перед печатью и герметичной упаковки при хранении.
- TPU в несколько раз дороже чем PLA, ABS и PETG.
Приведем в пример изделия, напечатанные из TPU фирмы YouSu нежного розового цвета.
Образцы проявляют чудеса гибкости недоступные другим пластикам.
Браслет, напечатанный в режиме “ваза” и свернутый в узел, на фоне своего закостенелого собрата из PLA. Стоит разжать пальцы, как он моментально примет свою прежнюю форму.
Собственно ваза, согнутая в бараний рог, от чего любой другой пластик сломался бы или, в лучшем случае, остался в деформированном виде навсегда.
Но только не TPU, который, вырвавшись из рук, бодренько распрямляется, полностью восстанавливая прежнюю форму и состояние.
К слову, ваза из последнего примера напечатана более двух лет назад, за это время нисколько не утратила своей прочности и гибкости. Долговечность TPU тоже является несомненным плюсом.
Напечатанный в виде массивной или толстостенной формы, TPU достаточно прочен, даже немного согнуть, например, такого кота, задача непростая. При этом, изделие остается упругим, что хорошо заметно при попытке по нему чем-нибудь ударить или при его падении на твердую поверхность.
Хорошо сочетается с другими пластиками, с отличающимися свойствами, например вот довольно долго работающий ролик с “шиной” из TPU натянутой на более твердый обод из PETG.
Однако, любой FLEX относительно капризен в печати и требует особого подхода, что можно считать его основным недостатком. Ограничения накладываются на конструкцию принтера и на скорость печати. Да, бывают пластики куда менее дружелюбные, но и с полиуретаном надо быть куда терпеливее и вежливее, чем с, например, с PLA и PETG.
Основные настройки принтера
TPU предъявляет достаточно суровые требования к самой конструкции принтера, а в основном к экструдеру. Предпочтение стоит отдавать принтерам с директ-подачей материала так как в этом случае отсутствует длинный участок между шестерней и соплом, который будет сжиматься при подаче и растягиваться при ректракте. Сам механизм подачи должен быть доработан для устранения зазора между шестерней и трубкой, чтобы исключить образование петли. Нельзя чрезмерно давить на пруток, это его не подбодрит, а только заставит сильнее застрять в сопле.
Скорость печати стоит снизить до минимума, в противном случае можно забыть о хорошей спекаемости слоев. Обдув рекомендуется либо исключить совсем, либо использовать крайне осторожно и при особой необходимости, например при печати мелких элементов. TPU дает небольшую усадку, впрочем, стекол при этом, как нейлон, не ломает.
Перед печатью обязательна предварительная сушка при температуре 70-80 градусов, хотя бы в течении пары часов. Герметичная упаковка и наличие в ней силикагеля не гарантирует отсутствие влаги в прутке.
- Температура экструзии: 220-240 ०С
- Температура стола: 90-110 ०С
- Скорость печати: до 30 мм/с
- Высота слоя: от 25 до 75% диаметра сопла, лучше 50%
Параметры ориентировочные, вероятнее всего придется повозиться с их подгонкой под собственный пластик и принтер. Заранее советуем запастись терпением, оно наверняка пригодится.
Вывод
Пластик Flex вообще, и TPU в частности, очень своеобразный материал, практически не имеющий аналогов. Его легко погнуть, но трудно разорвать, он упруг, жаростоек и морозоустойчив, капризен в печати, но безупречен в эксплуатации. Область применения его ограничена свойствами, но дает возможности, о которых другие пластики и мечтать не смеют. Он дорог и капризен в печати, но незаменим в своем сегменте. Иметь FLEX в своем арсенале и уметь им печатать при необходимости должен каждый уважающий себя DIY-мастер.
FAQ
Чем отличаются FLEXы из каучука от TPU?
Каучук гораздо мягче и гибче, по внешнему виду он скорее напоминает тканевый шнурок, чем пластиковый пруток. Каучуковые сильнее подвержены деградации от внешних факторов, например солнечных лучей, перепадов температур, агрессивных жидкостей. Они больше годятся для применения внутри помещений без экстремальных условий эксплуатации.
Что будет, если печатать TPU без предварительной сушки?
То же самое, что при печати другим гигроскопичным пластиком при высокой температуре - ничего хорошего. В лучшем случае, материал будет вспененным, с низкой плотностью и прочностью, в худшем вообще ничего не получится кроме отдельных нитей и комков, с хлопками пара вылетающих из сопла.
Годится ли TPU для печати колес и гусениц?
Надо учитывать, что TPU достаточно скользкий материал, благодаря чему износостоек, но для колес это скорее минус, так как сцепление с поверхностью важно даже для легких моделей колесной техники. Тоже самое касается гусениц, они будут исключительно прочными, но по стеклу, поставленному даже под небольшим углом к горизонту, танк поедет очень неуверенно и не факт что прямо. Для этих целей лучше присмотреться к каучуковому FLEXу.
Как правильно выбрать FLEX?
Правило стандартное, берите проверенное и рекомендованное другими покупателями. Разумеется, получить брак от нонейм производителя гораздо выше, чем от зарекомендовавшего себя бренда, поэтому не всегда низкая цена гарантирует выгоду. Мы тестировали пластик от YouSu, и впечатления наши остались положительными.
