Technische Unterstützung: Senden Sie E-Mail
whatsapp-logo-variant Created with Sketch. Whatsapp chat
German flag DE
Lieferung

So druckt man mit flexiblen Filamenten (TPU Filamente)

16. 05. 2022.

TPU-Filamente sind im Grunde Kunststoffe mit gummiartigen Eigenschaften, wodurch sie extrem flexibel und haltbar sind. Flexible Filamente werden häufig für die Herstellung von Haushaltsgeräten, Spielzeug, Handyhüllen und Wearables wie Armbänder, Autoteile und medizinische Produkte verwendet. Wer also etwas 3D-drucken möchte, das biegsam oder dehnbar ist, ist mit diesem TPU Filamant für 3D-Drucker bestens bedient.

Designer und Ingenieure nutzen flexible Filamente tagtäglich, um elastische Formen und Prototyp-Werkzeuge herzustellen.

Für Neueinsteiger und Anfänger kann das Drucken mit TPU-Filamenten und anderen flexiblen Materialien jedoch recht herausfordernd sein, da sie nicht so einfach zu handhaben sind wie andere Filamente. Mit der richtigen Anleitung kann jedoch jeder das gewünschte Ergebnis erzielen. Und genau aus diesem Grund haben wir hier ein paar Tipps zum Druck mit TPU-Filamenten zusammengestellt.

Was sind flexible Filamente?

Flexible Filamente sind Materialien, die von den Eigenschaften her eine Kombination aus hartem Kunststoff und Gummi sind. Diese Mischung, auch thermoplastisches Elastomer (TPE) genannt, kann man drehen und biegen, ohne dass es bricht – ähnlich wie Gummi.

Es sei jedoch zu beachten, dass es unter den flexiblen Filamenten mehrere Varianten gibt, wovon einige elastischer sind als andere. Das beliebteste flexible Filament ist thermoplastisches Polyurethan (TPU). Dieses Filament ist etwas fester und vor allem in der 3D-Druckindustrie sehr gut geeignet, da es sich leichter in 3D drucken lässt. Zudem ist es auch haltbarer und behält seine Elastizität bei kalten Temperaturen besser bei, während die Verschleißfestigkeit des TPU-Filaments 20% besser ist als die des ABS-Filaments und 70% besser als die des PLA-Filaments.

Pro und Kontra von flexiblen Filamenten

Pro

  • Hervorragende Elastizität – ideal für alle, die Filamente benötigen, die sich biegen, dehnen und manövrieren lassen
  • Stoßfestigkeit – Produkte, die aus flexiblen Filamenten gedruckt werden, sind in der Regel unempfindlich gegenüber starken Stößen.
  • Vibrationen werden reduziert – Materialien mit gummiähnlichen Eigenschaften dämpfen Vibrationen, was sie vor allem für industrielle oder mechanische Teile nützlich macht.

Kontra

  • Der Druck ist schwieriger – es wird einige Zeit dauern, sich an die Eigenschaften von TPU-Filament zu gewöhnen, wenn man bisher nur mit PLA-Filament gearbeitet hat. TPU zieht Fäden, was ästhetische Drucke erschwert. Außerdem sind Überhänge scheinbar nur schwer nahtlos zu integrieren.
  • Absorbiert Feuchtigkeit – das Filament ist extrem hygroskopisch und muss vor jedem Gebrauch mit einem Filamenttrockner getrocknet werden.
  • Nachbearbeitung – TPU-Drucke bieten in der Regel weniger Möglichkeiten in der Nachbearbeitung.

Allgemeine Anwendung von flexiblen Filamenten

TPU-Materialien haben viele verschiedene Verwendungsmöglichkeiten, darunter:

  • Passformprüfung und funktionale Prototypenerstellung. Teile oder Produkte, die mit elastischen Eigenschaften entworfen wurden, können in der Praxis auf ihre Flexibilität getestet werden.
  • Individuell erstellte Werkzeuge. Mit flexiblen Filamenten können Werkzeuge mit duktilen Teilen erstellt werden, wie z.B. Greiferteile oder Griffe
  • Konzipiert für den Endgebrauch. Aufgrund ihrer gummiartigen Eigenschaften können mehrere Teile regelmäßig oder als Ersatzteile verwendet werden. Um zu verhindern, dass Maschinen die Waren in Produktionslinien beschädigen, bieten Materialien wie TPU weichere Kontaktpunkte.

Tipps zum Drucken mit TPU und häufige Fehler beim Drucken

  • Da es verschiedene flexible Materialien auf dem Markt gibt, ist es wichtig, die vom Hersteller empfohlenen Einstellungen zu überprüfen.
  • Beim Druck mit flexiblen Filamenten ist eine langsame Vorschubgeschwindigkeit oft am besten. Da das Material elastisch ist, können plötzliche Änderungen der Druckgeschwindigkeit dazu führen, dass das Teil nicht mehr kontrolliert werden kann. Außerdem kann das Filament bei höheren Druckgeschwindigkeiten auch komprimiert werden, was zu Staus führen kann. Daher sind 25 bis 35 mm/s ein guter Anfang.
  • Durch die Flexibilität und Elastizität ist TPU extrem empfindlich gegenüber Bewegungen wie Rückzügen. Aus diesem Grund sollten die Retraktionseinstellungen für TPU-Filamente optimiert werden, um Bewegungen beim 3D-Druck zu minimieren. Wir empfehlen, den Rückzug sogar komplett auszuschalten.
  • Wer keinen Extruder mit Direktantrieb hat, sollte das TPU-Filament mit der Härte 98A verwenden.
  • Vor der Anwendung sollten TPU-Filamente immer in einem Filamenttrockner getrocknet werden.

Ein paar der häufigsten Fehler beim Drucken sind:

  • Es herrscht keine ausreichende Haftung zwischen den ersten Schichten des Heißfilaments und dem Druckbett. Dies kann zu einem 3D-Produkt mit einer deformierten Form führen. Wir empfehlen hier ein Dimafix-Spray oder, falls für Ihren Drucker verfügbar, die Verwendung einer PEI-Platte.
  • Manchmal kann das Filament nicht richtig aus dem 3D-Drucker extrudiert werden. Dies kann vorkommen, wenn die Düse den Prozess vollständig stoppt oder es zu einer unregelmäßigen Vorschubgeschwindigkeit kommt. Wenn Ihr Drucker einen Bowden-Extruder hat, sind härtere TPU-Filamente (wie 98A) besser geeignet, während die Rückzugsfunktion komplett ausgeschaltet werden sollte.
  • 3. Das Filament wurde vor dem Gebrauch nicht getrocknet. Flexible Filamente sind sehr feuchtigkeitsempfindlich, daher ist es sehr wichtig, dass wir sie immer an einem Ort aufbewahren, an dem keine Feuchtigkeit vorhanden ist, vorzugsweise in einer Plastikbox oder in Nylon. Vor jedem Einsatz muss das TPU-Filament zusätzlich in einem Filamenttrockner getrocknet werden.

Azurefilms TPU/Flexible Filamente

Azurefilms TPU gibt es in zwei Ausführungen: Als flexible Filamente mit einer Härte von 95A Shore und als flexible Filamente mit einer Härte von 85A Shore, die in Slowenien hergestellt werden und in verschiedenen Größen erhältlich sind.

Durch die starken, flexiblen und zähen Eigenschaften sind Azurefilm-Filamente eine gute Wahl für flexible Anwendungen, die mehr Stärke erfordern. Im Gegensatz zu Vinyl enthalten sie auch keine Weichmacher, so dass sie nicht spröde werden oder mit der Zeit ihre Leistungsfähigkeit verlieren.

Außerdem weisen Azurefiilm TPUs eine hervorragende Beständigkeit gegen Öle, Fette, Schmiermittel und Kraftstoffe sowie gegen Hydrolyse auf.

Auch in Sachen Flexibilität unterscheiden sich Azure Filamente von anderen Materialien. Der Shore-Wert des Materials gibt die Widerstandsfähigkeit gegen Dellen sowie die Flexibilität an. Normalerweise wird Shore A oder Shore D verwendet, um den Härtegrad von flexiblen Materialien zu beschreiben. Flexible Filamente für den 3D-Druck werden anhand der Shore-A-Skala gemessen, während härtere Gummis anhand der Shore-D-Skala gemessen werden. Shore A ist weicher und flexibler und erfüllt alle Anforderungen von 3D-Druckern, während Shore D härter ist und sich somit leichter in 3D drucken lässt, weil die Nachteile verringert werden. Somit ist diese Variante ideal für Einsteiger in die Welt des flexiblen Filamentdrucks geeignet. Es ist dem Shore 98A sehr ähnlich.

Wie unterschiedliche Extruder das Drucken mit TPU beeinflussen

Ein Extruder ist ein fester Bestandteil von jedem 3D-Drucker und beeinflusst die Leistung des Drucks mit flexiblen Filamenten. Es ist wichtig zu verstehen, wie ein Extruder funktioniert und wie man ihn optimieren kann, damit man beim Druckvorgang die bestmöglichen Ergebnisse erzielt.

Die Aufgabe eines Extruders besteht darin, das zu extrudierende und zu schmelzende Filament an eine beheizte Düse zu drücken. Ein Extruder besteht aus drei identischen Komponenten: einem Antriebsrad, einem Schrittmotor und einem Leerlaufrad. Diese Komponenten sind bei jedem Extruder gleich, aber es gibt dennoch zwei verschiedene Typen: Direktantrieb und Bowdenzug. Der Unterschied zwischen diesen beiden Typen liegt in der Bahn des Filaments und dem Abstand des Filaments vor dem Eintritt in eine beheizte Düse.

Im Vergleich zu Extrudern mit Direktantrieb legt das Filament beim Bowden-System einen längeren Weg zur Düse zurück, was die Geschwindigkeit des 3D-Drucks erhöht. Extruder mit Direktantrieb sind jedoch eine bessere Wahl für den Druck mit flexiblen Filamenten, da der Extruder besser positioniert ist und die Wahrscheinlichkeit eines Fehldrucks geringer ist. Das liegt daran, weil das Filament, wie oben erwähnt, beim Bowden-System einen längeren Weg zur Düse zurücklegen muss, wodurch weichere Filamente möglicherweise nicht die richtige Form beibehalten können.

Bowden-Extruder eignen sich besser für harte Materialien wie ASA, PLA, ABS, PETG, Nylon, Kohlefaser und andere Filamente.

Aber auch Extruder mit Direktantrieb sind äußerst beliebt, weil sie eine präzise Rückzugskontrolle haben. Auch die Position des Direktantriebs ist für reibungslose und genaue 3D-Drucke wichtig, da sie den Abstand zum Heißbett minimiert.

Direct-Drive-Systeme haben den Nachteil, dass mehr Gewicht auf dem Gantry lastet, was bei einer höheren Geschwindigkeit zu einem größerem Spielraum und Vibrationen führen kann. Unabhängig davon druckt ein DDE-System aufgrund der Einschränkungen der anderen Hardwarefunktionen und -baugruppen des Druckers oft mit niedrigeren Geschwindigkeiten auf einem 3D-Druckgummi.

TPU Flexible Filamente mit Ender 3/ Ender 3 pro/ Ender 3 v2 drucken

Der Druck mit TPU im Ender 3 PRO/ Ender 3 V2 hat tatsächlich zu Diskussionen über den Extruder des Ender 3 sowie die Biegsamkeit des Filaments geführt, wenn dieses das Zahnrad im kalten Teil durchläuft. Da sich das flexible Filament biegt, hat der Extrudermotor Schwierigkeiten, die Bewegung des Filaments korrekt zu übertragen.

Generell wird die Verwendung eines Extruders mit Direktantrieb empfohlen, wenn man ein weicheres Filament 3D-drucken möchte. Man kann allerdings auch mit einem Bowden-Extruder zufriedenstellende Modelle herstellen, sofern der Ender 3 (Pro/V2) die richtigen Einstellungen und Kalibrierungen hat. Um diese Einstellungen zu optimieren, beginnt man am besten immer erst mit einem kleinen Projekt, bevor man zu größeren Projekten übergeht.

Um zu verhindern, dass sich das Filament im Extruder verbiegt, kann man seinen 3D-Drucker auch auf einen Extruder in Vollmetall aufrüsten. Bei Thingiverse findet man dazu recht kostengünstige Optionen.

Direktantriebssysteme sind ein weiteres beliebtes Upgrade für Extruder. Da der Ender 3 (Pro) ohne Bowdenzug auskommt, kann der 3D-Drucker flexible Filamente wie TPU viel genauer drucken. Auch ein Druck von 3D-Modellen mit flexiblen Materialien ist hier erfolgreicher, da die Filamentwege kürzer sind und die Zugkraft erhöht wird. Außerdem kann eine höhere Temperatur erreicht werden, wenn man den PTFE-Schlauch abnimmt und ein ganz aus Metall bestehendes heißes Ende verwendet.

Fazit

Flexible Filamente sind vor allem wegen ihrer Eigenschaften und ihres gummiartigen Aussehens sehr beliebt geworden. Beim Drucken von TPU-3D-Filamenten ist es jedoch wichtig, sich Zeit zu nehmen und den 3D-Drucker langsam drucken zu lassen. Möglicherweise benötigt man auch zusätzliches Klebeband oder Dimafix-Spray, damit das Filament gut auf dem Tisch haftet. Seit kurzem gibt es auch eine spezielle PEI-Platte auf dem Markt, die den Druckvorgang komplett revolutioniert: Das Filament haftet perfekt auf der Platte, und wenn es abgekühlt ist, kann man es ganz einfach und ohne Werkzeug entfernen.

Wenn auch du mit einem flexiblen Filament mit einer Härte von 85A beginnen möchtest und dich fragst, welcher 3D-Drucker über einen Extruder mit Direktantrieb verfügt und ob er für den Hausgebrauch oder eher für kleinere Unternehmen geeignet ist, empfehlen wir dir, einen Blick auf den Ender 3 S1, Ender 3 S1 PRO und den CR-10 Smart PRO zu werfen.

Wir verwenden Cookies, um zu verstehen, wie Sie die Seite verwenden und Ihre Benutzererfahrung zu verbessern. Das schließt Personifiziereninhalt und Anzeigen ein. Klicken Sie hier. , um zu editieren oder von Cookies unzuunterschreiben. Indem Sie fortsetzen, die Seite durchzusuchen, oder indem Sie diese Benachrichtigung schließen, stimmen Sie unserem Gebrauch von Cookies zu.

Datenschutzeinstellungen

Webanalyse

Anzeigen

Die Web-Cookies

Sie können bis zu 5 Produkte auswählen, um sich zu vergleichen:

    Vergleichen Sie Enger Vergleich