熱塑性聚氨酯 (TPU)：用途廣泛，適合多種 3D 打印應(yīng)用

魔猴君  知識堂   462天前

熱塑性聚氨酯(TPU)于 1937 年在德國實驗室創(chuàng)建，現(xiàn)已成為工業(yè)制造中廣泛使用的塑料材料之一?？紤]到熱塑性塑料和橡膠在各種必要應(yīng)用中的吸引力組合，很容易理解為什么 TPU 在 3D 打印以及注塑成型等其他傳統(tǒng)制造類型中如此受歡迎。TPU 的多功能性源于構(gòu)成其嵌段聚合物的硬鏈段和軟鏈段的組合，這符合當(dāng)今制造商轉(zhuǎn)向 3D 打印的最常見原因：多功能性和定制化。

3D打印TPU優(yōu)勢：

魔猴網(wǎng)提供灰白色 TPU，用于使用 EOS 3D 打印機進(jìn)行選擇性激光燒結(jié) (SLS)，以及來自巴斯夫的Ultrasint TPU01材料，采用灰色，使用 Multi Jet Fusion 3D 打印機。與其他彈性體相比，這些材料具有多種優(yōu)點，包括：

卓越的抗拉強度： 抗拉強度由零件在斷裂前可以承受的應(yīng)變來定義，通過稱為兆帕 (MPa) 的壓力單位來測量。TPU 具有高達(dá) 60 MPa 的高拉伸強度，加上良好的柔韌性，可用于必須經(jīng)受嚴(yán)格使用的高性能部件。

斷裂伸長率：通過比較零件在拉緊后斷裂的位置與其原始長度來測試該材料特性。TPU 由于其彈性而以高斷裂伸長率而聞名，這使得它在關(guān)鍵應(yīng)用中特別有用，因為它也非常堅韌。

出色的承載能力：這是一個重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，因為它證明了 3D 打印材料可以承受多少重量——對于需要持久耐用的高性能產(chǎn)品（包括管道、軟管和密封件等機械設(shè)備）的應(yīng)用來說，這一因素可能極其重要。

耐受性： TPU 由于其天然的耐受性而能夠承受許多不同的因素，這就是為什么它被認(rèn)為是一種多用途的 3D 打印材料。這包括耐化學(xué)品、耐油和油脂、耐惡劣天氣、耐熱和耐磨損。

熱塑性聚氨酯的典型應(yīng)用

汽車

雖然汽車行業(yè)幾十年來一直在原型設(shè)計以及車輛內(nèi)部和外部的功能部件中使用 3D 打印，但 TPU 允許設(shè)計注重駕駛員舒適度的組件，例如定制頭枕和座椅。TPU 的紋理范圍可以從柔軟奢華到堅硬實用，具體取決于車輛的內(nèi)飾部件。汽車應(yīng)用也有多種不同的飾面可供選擇。

消費配件  

3D 打印行業(yè)因在配件領(lǐng)域為消費者提供更多選擇而聞名，這主要是由于擴(kuò)大的設(shè)計自由度和定制能力所帶來的巨大潛力。對于智能手機外殼等商品尤其如此，客戶可以完全個性化商品，為幾乎無法缺少的商品添加令人興奮和獨特的觸感。TPU 也是為日常使用的高功能物品（如橡膠墊和手柄等產(chǎn)品）增加質(zhì)量和定制的絕佳選擇。

鞋類

3D 打印在鞋類行業(yè)的多個層面產(chǎn)生了巨大影響。在工作室或家中工作的設(shè)計師可以根據(jù)需要制作新穎的環(huán)保設(shè)計，并將其發(fā)送到 Shapeways 進(jìn)行 3D 打印服務(wù)。大公司正在使用 TPU 等材料來最大限度地設(shè)計出史詩般、具有未來感的跑鞋，其一系列功能旨在推動運動員和日常穿著者在舒適度和耐力方面取得進(jìn)步。

鞋子還具有令人難以置信的個性化貼合潛力，首先是可以 3D 打印的鞋墊，以提供更好的支撐和平衡的步態(tài)，以及可以根據(jù)需要輕松貼合和調(diào)整尺寸的矯形器。通過 3D 打印的快速生產(chǎn)，可以制造出更耐用、更靈活、重量更輕的鞋類產(chǎn)品。

醫(yī)療設(shè)備

TPU 是 3D 打印產(chǎn)生巨大影響的另一個領(lǐng)域，它支持生產(chǎn)眾多具有復(fù)雜、輕質(zhì)幾何形狀的醫(yī)療設(shè)備，而這在以前的傳統(tǒng)制造中是不可能實現(xiàn)的。支架、假肢和植入物等產(chǎn)品可以通過 3D 打印，為患者提供安全、定制的設(shè)備，這些設(shè)備能夠承受長期的日常使用，而不會引起皮膚刺激。

機器人技術(shù)

TPU 還適用于機器人技術(shù)，尤其是較軟的應(yīng)用，這些應(yīng)用可能需要極其靈活的部件，例如連接器、執(zhí)行器以及模擬手指、手臂和柔性夾具，以便在制造生產(chǎn)線或個人層面執(zhí)行任務(wù)。這種材料還可用于移動機器人以及可能自行執(zhí)行 3D 打印活動的輪胎和其他配件。

運動用品

由于運動裝備的保護(hù)性質(zhì)，TPU 3D 打印技術(shù)能夠在幫助防止運動員受傷方面發(fā)揮非常重要的作用。3D 打印的防護(hù)裝備使用網(wǎng)格結(jié)構(gòu)來增強內(nèi)部強度，可能包括頭盔、防護(hù)裝置等，所有這些都可以根據(jù)運動員的舒適性和安全性進(jìn)行大量定制。