TPU и гибкие пластики

TPU — термопластичный полиуретан, «резина» для 3D-принтера. Из него печатают прокладки, бамперы, ножки, чехлы и ремешки. Главное — правильно выбрать твёрдость и не спешить.

TPU — эластомер: при обычной температуре он ведёт себя как резина, а при нагреве плавится как пластик. Поэтому его можно печатать на обычном FDM-принтере и получать детали, которые гнутся, сжимаются, гасят удары и не трескаются. Сложность одна: мягкую нить трудно протолкнуть через экструдер, она сминается и выкручивается. Отсюда все правила печати TPU.

Твёрдость по Шору: 75A, 90A, 95A, 60D

Мягкость эластомеров измеряют твердомером по Шору. Шкала A — для мягких материалов, шкала D — для более твёрдых. Чем больше число, тем твёрже материал. Ориентиры: 75A — мягкий, как ластик или подошва кед; 90A — упругий, как колесо самоката; 95A — плотная резина, при этом самый простой в печати TPU; 60D — уже почти жёсткий пластик, который слегка пружинит.

Шкала твёрдости TPU НИТ: 75A, 90A, 95A, 60D — Чем правее — тем твёрже деталь и тем проще печать.

Какую твёрдость выбрать
Твёрдость НИТ	Ощущение	Для чего	Сложность печати
TPU 75A	мягкий	мягкие накладки, захваты, амортизаторы	высокая
TPU 90A	упругий	чехлы, ремешки, прокладки	средняя
TPU 95A	плотная резина	колёса, бамперы, ножки, уплотнители	низкая
TPU 60D	полужёсткий	шарниры, защитные кожухи, гибкие крепления	низкая

Настройки печати TPU НИТ

Рекомендации НИТ для TPU
Параметр	TPU 75A	TPU 90A	TPU 95A	TPU 60D
Сопло	230–240 °C	230–240 °C	230–240 °C	230–240 °C
Стол	35–55 °C	35–55 °C	35–55 °C	35–55 °C
Обдув	50–100 %	50–100 %	50–100 %	20–50 %
Откат	0,4 × 30	0,4 × 30	0,4 × 30	0,8 × 30
Поток	1–1,1	1–1,1	1–1,1	1–1,1
Макс. объёмный расход, мм³/с	1,5	3,5	5	7,5
Сушка	50–55 °C, 8–12 ч	50–55 °C, 8–12 ч	50–55 °C, 8–12 ч	50–55 °C, 8–12 ч

Обратите внимание на объёмный расход: у TPU 75A он всего 1,5 мм³/с — в восемь раз меньше, чем у PLA. Для линии 0,45 × 0,2 мм это примерно 15–17 мм/с. Мягкий TPU нельзя гнать: экструдер просто не продавит нить. Чем твёрже TPU, тем быстрее его можно печатать.

Экструдер: директ или боуден

У директ-экструдера шестерни стоят прямо над хотэндом, и путь нити короткий. У боудена нить толкается через длинную трубку, и мягкий TPU внутри неё сжимается как пружина: подача запаздывает, откаты не работают, нить может выкрутиться и застрять. Поэтому мягкие TPU 75A и 90A печатают на директ-экструдере, а 95A и 60D при аккуратной настройке можно печатать и на боудене — медленно и с минимальным откатом.

Схема директ-экструдера и боудена при печати TPU — Короткий путь нити — залог стабильной подачи гибкого пластика.

Частые проблемы и решения

Нить сминается у шестерён. Снизьте скорость, ослабьте прижим шестерён, проверьте, что путь нити от шестерён до горла без зазоров.
Паутина. У TPU она почти неизбежна. Помогают сушка, температура ближе к нижней границе, обход стенок при перемещениях. Длинные откаты не используйте — они провоцируют пробки.
Деталь слишком жёсткая. Мягкость задаётся не только материалом, но и геометрией: меньше периметров, заполнение 10–20 % гироидом — и деталь из TPU 95A станет заметно мягче.
Прилипает к столу намертво. TPU отлично держится на PEI; на гладкой поверхности используйте клей-карандаш как разделительный слой.
Пузыри и шипение. TPU гигроскопичен — сушите 8–12 часов при 50–55 °C.

Первая печать TPU 95A

Высушите нить. 50–55 °C, 8–12 часов.
Выставьте скорость. Ограничьте объёмный расход 5 мм³/с — слайсер сам снизит скорость.
Минимальный откат. 0,4 мм на директ-экструдере, а лучше начать вообще без отката.
Печать без каймы. TPU хорошо держится на столе; кайму потом трудно отрезать.

TPU с наполнителями

У НИТ есть и композиты на основе TPU: TPU 90A CF10 с углеволокном, TPU 75A GF10, TPU 90A GF10 и GF30 со стекловолокном. Наполнитель делает деталь жёстче на растяжение и стабильнее по размерам, а поверхность — матовой. Сопло для них — только закалённая сталь, для GF30 НИТ рекомендует сопло от 0,6 мм. Подробнее — композиты CF/GF.

Идеи применения

Ножки и накладки для мебели и техники, гасящие вибрацию.
Уплотнители, прокладки, заглушки.
Бамперы для роботов и дронов, защитные кромки.
Чехлы для телефонов и инструментов, ремешки.
Шины для моделей, ролики, приводные пассики.

TPU НИТ

Четыре твёрдости и композиты на основе TPU — цвета и наличие в каталоге.

Рекомендованные настройки НИТ: TPU 95A
Сопло, °С	230-240
Стол, °С	35-55
Охлаждение, %	50-100
Откаты, мм х мм/с	0,4 х 30
Поток	1-1,1
Мин. сопло, мм	0,4 латунь
Макс. объемный расход, мм³/с	5
Температура и время сушки, °С	50-55; 8-12 часов

Гибкие пластики в каталоге НИТ — Выберите твёрдость под задачу — настройки в карточке каждого TPU.

Вопросы и ответы

Какой TPU выбрать для первого раза?

TPU 95A: он упругий, но печатается проще всех мягких вариантов и прощает ошибки настройки.

Почему TPU так медленно печатается?

Мягкую нить трудно быстро проталкивать через экструдер и хотэнд. НИТ указывает максимальный расход от 1,5 мм³/с у 75A до 7,5 мм³/с у 60D.

Можно ли печатать TPU на боудене?

TPU 95A и 60D — да, медленно и с минимальным откатом. Мягкие 75A и 90A лучше печатать на директ-экструдере.

Как сделать деталь мягче, не меняя пластик?

Уменьшите число периметров и заполнение, выберите гибкий узор, например гироид. Деталь станет мягче на сжатие.