TPU keménységek: mit jelent a 90A, 95A vagy 98A?

A 95A TPU nem 95 százalékban rugalmas. Pedig a jelölésből sokan pontosan ezt olvassák ki. A valóság kevésbé kényelmes: a 90A, 95A és 98A egy keménységi érték, és önmagában még azt sem mondja meg biztosan, mennyire lesz hajlítható a kész tárgy.

Lehet egy 95A TPU-ból nyomtatott vékony pánt puha és könnyen csavarható. Ugyanebből az anyagból egy vastag gépláb már majdnem merevnek érződhet.

Vagyis nem csak a tekercsre írt szám számít. A falvastagság, a kitöltés, a modell alakja, a nyomtatási irány és maga a TPU receptúrája együtt dönti el, mit kapsz a végén.

Mit jelent valójában a Shore A érték?

A Shore A egy szabványos keménységi mérés. Egy meghatározott alakú benyomótestet nyomnak az anyag felületébe, majd azt vizsgálják, mennyire áll ellen a behatolásnak.

Minél nagyobb a szám, annál keményebb és kevésbé benyomható az anyag.

Ennyi az alap.

Csakhogy a skála nem úgy működik, mint egy százalékos csúszka. A 98A nem egyszerűen három százalékkal keményebb a 95A-nál. A kézben érzett különbség ennél jóval nagyobb is lehet.

Ráadásul két különböző gyártó 95A TPU-ja sem feltétlenül viselkedik ugyanúgy. Eltérhet:

• a felület tapadása és csúszóssága;
• a visszarugózás;
• a szakítószilárdság;
• a kopásállóság;
• a hőállóság;
• és az is, mennyire könnyen nyomtatható.

Vagyis a Shore-érték jó támpont.

Csak nem teljes személyleírás.

90A TPU: puhább, kényelmesebb és hisztisebb

A 90A TPU már valóban puha, gumiszerű anyag. Kézzel jól összenyomható, könnyebben hajlik, és komfortosabb érzetet ad.

Jó választás lehet:

• puha ütközőkhöz;
• markolatokhoz;
• rugalmas pántokhoz;
• tömítésekhez;
• rezgéscsillapító elemekhez;
• és olyan tárgyakhoz, amelyeket kézzel rendszeresen megfogunk vagy összenyomunk.

A puhaságnak azonban ára van.

A filament az extruderben könnyebben meghajlik, összegyűrődik vagy oldalra kitér. Olyan, mintha főtt spagettit próbálnál egy keskeny csövön áttolni.

Megoldható.

Csak nem gyorsan és nem akárhogyan.

A 90A TPU általában:

• rövid és jól vezetett filamentutat igényel;
• direct drive extruderrel kezelhető könnyebben;
• lassabb nyomtatást kér;
• érzékenyebb a tekercs ellenállására;
• és nem minden automata filamentadagoló rendszerrel kompatibilis.

Ha a szál a meghajtókerék után akár néhány milliméteren szabadon oldalra tud térni, ott előbb-utóbb meg is fogja tenni.

95A TPU: az általános középút

A 95A nem véletlenül az egyik legelterjedtebb TPU-keménység. Elég rugalmas ahhoz, hogy valóban gumiszerű alkatrészek készüljenek belőle, de már elég tartása van ahhoz, hogy sok modern direct drive nyomtató viszonylag megbízhatóan kezelje.

Tipikus felhasználása:

• telefontok;
• gép- és bútorláb;
• kábelvédő;
• ütköző;
• védőburkolat;
• rugalmas pánt;
• és kisebb rezgéscsillapító alkatrész.

Ez azonban nem jelenti azt, hogy minden 95A nyomat puha lesz.

Egy vékony, üreges telefontok könnyen hajlik. Egy húsz milliméter vastag, tömör 95A tömböt viszont alig fogsz kézzel összenyomni.

Vagyis a 95A nem kész tárgyérzet.

Csak az alapanyag egyik mérőszáma.

98A TPU: amikor már inkább szívós, mint puha

A 98A az A-skála keményebb tartományába esik. Még hajlítható, de már kevésbé ad klasszikus puha gumiérzetet.

Inkább félmerev, szívós műanyagként viselkedhet.

Jó lehet:

• kerekekhez;
• kopásálló védőelemekhez;
• merevebb pántokhoz;
• ütésálló burkolatokhoz;
• csúszó vagy súrlódó alkatrészekhez;
• és olyan tárgyakhoz, amelyeknek hajolniuk kell, de nem szabad puhának lenniük.

Mivel a filament kevésbé akar minden adandó alkalommal összegyűrődni az extruderben, általában könnyebben és gyorsabban nyomtatható.

Bizonyos automata filamentrendszerek is csak a keményebb TPU-változatokat tudják megbízhatóan továbbítani.

A 98A tehát jó lehet annak, aki TPU-t szeretne, csak a TPU-val járó összes szenvedést már kevésbé.

90A, 95A és 98A összehasonlítása

A táblázat jó kiindulópont.

De ha ebből választasz végleges anyagot próbadarab nélkül, akkor még mindig részben találgatsz.

A modell geometriája többet számíthat, mint az öt Shore-pont

Egy két milliméter vastag, üreges 95A TPU-lap könnyen hajlik és csavarodik. Ugyanebből az anyagból egy vastag, rövid és tömör alkatrész szinte merev lehet.

A kész tárgy rugalmasságát befolyásolja:

• a falak száma;
• a falvastagság;
• a kitöltés sűrűsége;
• a kitöltési minta;
• a tárgy hossza és keresztmetszete;
• az üregek elhelyezése;
• és a terhelés iránya.

Ezért puhább tárgyhoz nem mindig kell azonnal 90A filamentre váltani.

Néha elég:

• kevesebb fal;
• alacsonyabb infill;
• vékonyabb keresztmetszet;
• vagy tudatosan kialakított rugalmas geometria.

Ez általában könnyebben nyomtatható és kiszámíthatóbb megoldás, mint egy extrém puha anyaggal harcolni.

A fal vagy a kitöltés adja a merevséget?

Mindkettő.

Csak nem ugyanúgy.

A külső falak nagy hatással vannak a hajlításra, a csavarodásra és a felület tartósságára. Több fal jellemzően érezhetően merevebb tárgyat ad.

A kitöltés inkább azt szabályozza, hogyan nyomódik össze vagy roppan be a tárgy belső része.

TPU-nál a gyroid és más folyamatos, több irányban összekapcsolódó minták egyenletesebb rugalmasságot adhatnak, mint az egyszerű, merevebb rácsos struktúrák.

Egy tömörre nyomtatott TPU-alkatrész sokkal keményebb lehet, mint amit a tekercsről lelógó filament hajlítgatása alapján várnál.

A nyers szál ugyanis vékony.

A kész tárgy meg nem az.

Nyomtatási alapszabályok TPU-hoz

• Szárítsd ki az anyagot: a TPU nedvességet vehet fel, ami szálazást, buborékos felületet és ingadozó extrudálást okozhat.
• Csökkentsd a sebességet: különösen 90A és más puhább változatoknál.
• Legyen rövid és hézagmentes a filamentút: minél kevesebb helye van a szálnak oldalra kitérni, annál jobb.
• Ne használj indokolatlanul nagy visszahúzást: a túl agresszív retraction összegyűrheti vagy megnyújthatja a filamentet.
• A tekercs könnyen forogjon: a puha TPU nem szereti, ha még a spooltartóval is birkóznia kell.
• Kalibráld külön a flow-t: a merev filamenthez használt érték nem biztos, hogy itt is pontos.
• Állítsd be a Pressure Advance értéket: a TPU rugalmas összenyomódása miatt teljesen más érték lehet megfelelő.
• Ne erőltesd túl a volumetrikus sebességet: ha túl gyorsan próbálod áttolni az anyagot, az extruderben gyűrődhet fel.

A TPU nyomtatásánál a „majd lassabban jó lesz” részben igaz.

De csak részben.

Rossz anyagvezetéssel nagyon lassan is lehet nagyon rosszat nyomtatni.

Miért szálazik ennyire a TPU?

A TPU rugalmas és nyúlékony. Emiatt a visszahúzás kevésbé közvetlenül hat rá, mint egy merev PLA- vagy PETG-szálra.

Amikor az extruder visszahúzza, az anyag egy része egyszerűen megnyúlik vagy összenyomódik. Nem úgy reagál, mint egy merev huzal.

A szálazás mögött gyakran ezek állnak:

• nedves filament;
• túl magas nyomtatási hőmérséklet;
• lassú travel mozgás;
• túl sok fúvókamozgás a nyitott felületek fölött;
• és csak ezután a rosszul beállított visszahúzás.

Ezért ne rögtön a retraction csúszkát kezdd vadul húzogatni.

Először száríts.

Utána állíts hőmérsékletet.

Majd növeld az utazási sebességet, ha a gép biztonságosan képes rá.

Csak ezután finomítsd kis lépésekben a visszahúzást.

A túl nagy retraction TPU-nál könnyen több problémát okoz, mint amennyit megold.

Melyik TPU-keménységet válaszd?

• Puha tapintás és nagy összenyomhatóság kell: indulj 90A környékéről.
• Általános rugalmas alkatrészt készítesz: a 95A rendszerint jó kiindulópont.
• Kopásálló, szívós, de csak mérsékelten hajlékony tárgy kell: a 98A lehet jobb választás.
• Nem tudod, mennyire legyen puha: először 95A-ból teszteld a geometriát.

A bizonytalan választásnál a 95A előnye nem az, hogy mindenre tökéletes.

Az előnye az, hogy könnyebb vele rájönni, mire van valójában szükséged.

Ha túl kemény lett, vékonyíthatsz a falakon vagy csökkentheted a kitöltést. Ha még így is túl merev, akkor van értelme puhább anyagra váltani.

A Shore-adat nem mondja meg, meddig marad rugalmas

Két azonos, 95A jelölésű TPU között komoly különbség lehet:

• a szakadásállóságban;
• a felület csúszósságában;
• a rétegtapadásban;
• a kopásállóságban;
• a hőtűrésben;
• és a tartós összenyomás utáni visszaalakulásban.

Tömítésnél például nem elég, hogy az anyag az első összenyomáskor puha.

Az is fontos, hogy száz vagy ezer összenyomás után visszanyerje-e az eredeti alakját.

Ezt nevezik többek között compression set viselkedésnek. Vagyis annak, mennyire marad az anyag tartósan összelapulva.

Egy tömítés, amely két hét után már nem akar visszarugózni, lehetett tökéletes Shore-értékű.

Csak éppen rossz tömítés.

Próbadarab nélkül ne válassz végleges geometriát

A kézzel hajlítgatott filamentdarab csak első benyomást ad.

A végleges alkatrészhez nyomtass próbasávot vagy kisebb részletet ugyanazzal:

• a falvastagsággal;
• a kitöltési mintával;
• az infill sűrűséggel;
• a rétegvastagsággal;
• és a tervezett nyomtatási iránnyal.

Nyomd össze, hajlítsd, csavard és hagyd terhelés alatt.

Egy ötgrammos tesztdarab olcsóbb, mint háromszor újranyomtatni a teljes alkatrészt.

Sokkal olcsóbb.

Mit jelent tehát a 90A, 95A és 98A?

A 90A, 95A és 98A nem rugalmassági százalék, hanem Shore A keménységi érték.

A kisebb szám puhább és könnyebben benyomható, a nagyobb szám keményebb anyagot jelöl.

A kész tárgy érzetét azonban legalább ennyire meghatározza:

• a falvastagság;
• a kitöltés;
• a geometria;
• és maga az anyagreceptúra.

Általános rugalmas alkatrészhez a 95A jó kiindulópont. Puha, kényelmesen összenyomható tárgyhoz a 90A lehet jobb. Kopásálló, szívós és könnyebben nyomtatható alkatrészhez pedig a 98A adhat értelmesebb kompromisszumot.

A tanulság egy mondatban: ne azt kérdezd, melyik TPU a legrugalmasabb, hanem azt, hogy a kész alkatrésznek mennyit kell hajolnia, összenyomódnia és visszarugóznia.