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(shí)堂   515天前

熱塑性聚氨酯(TPU)于 1937 年在德國實(shí)驗(yàn)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。考慮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(jī)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(jī)。與其他彈性體相比，這些材料具有多種優(yōu)點(diǎn)，包括：

卓越的抗拉強(qiáng)度： 抗拉強(qiáng)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(qiáng)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?yàn)樗卜浅?jiān)韌。

出色的承載能力：這是一個(gè)重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗C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(jī)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(jì)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(jì)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(jiān)硬實(shí)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(fèi)配件  

3D 打印行業(yè)因在配件領(lǐng)域?yàn)橄M(fèi)者提供更多選擇而聞名，這主要是由于擴(kuò)大的設(shè)計(jì)自由度和定制能力所帶來的巨大潛力。對于智能手機(jī)外殼等商品尤其如此，客戶可以完全個(gè)性化商品，為幾乎無法缺少的商品添加令人興奮和獨(dú)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(gè)層面產(chǎn)生了巨大影響。在工作室或家中工作的設(shè)計(jì)師可以根據(jù)需要制作新穎的環(huán)保設(shè)計(jì)，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(jì)出史詩般、具有未來感的跑鞋，其一系列功能旨在推動(dòng)運(yùn)動(dòng)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(gè)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(gè)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(shí)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(huì)引起皮膚刺激。

機(jī)器人技術(shù)

TPU 還適用于機(jī)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(gè)人層面執(zhí)行任務(wù)。這種材料還可用于移動(dòng)機(jī)器人以及可能自行執(zhí)行 3D 打印活動(dòng)的輪胎和其他配件。

運(yùn)動(dòng)用品

由于運(yùn)動(dòng)裝備的保護(hù)性質(zhì)，TPU 3D 打印技術(shù)能夠在幫助防止運(yùn)動(dòng)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(qiáng)內(nèi)部強(qiáng)度，可能包括頭盔、防護(hù)裝置等，所有這些都可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的舒適性和安全性進(jìn)行大量定制。