بیایید با هم یاد بگیریم که این مواد اولیه پرینت سه بعدی چه مزایا، معایب و ویژگیهایی دارن.
TPE (الاستومر ترموپلاستیک) یه نوع لاستیکه که هم خواص ترموپلاستیک داره و هم خواص الاستومر. از طرف دیگه، TPU (پلییورتان ترموپلاستیک) در واقع یه نوع از TPE محسوب میشه. TPU و TPE فیلامنتهای انعطافپذیری هستن که به عنوان مواد پرینت سه بعدی برای طرحهایی استفاده میشن که به کشش یا خم شدن نیاز دارن. این مواد همچنین یه حس «نرم و لطیف در لمس» به محصولات پرینت شده میدن.
به طور کلی، TPEها نسبت به TPUها نرمتر و انعطافپذیرترن. چون TPU هنوز انعطافپذیره ولی سفتتره، پرینت کردن باهاش هم راحتتره. با این حال، TPE رایجتره چون مدت بیشتری توی بازار بوده. TPE معمولاً ارزانتر از TPU هم هست. TPU برای نمونههای سنگینتر، محکمتر و بادوامتر عملکرد خوبی داره، در حالی که فیلامنت TPE بیشتر برای مدلهای سبکتر، نرمتر و انعطافپذیرتر مناسبه.
توی این مقاله، میخوایم TPE رو با TPU از نظر تفاوتها، کاربردها و ویژگیهایی که اونها رو توی صنعت ساخت افزایشی منحصر به فرد میکنه، بررسی کنیم.
تعریف TPE و مقایسه با TPU
TPE به خاطر استحکام و انعطافپذیریش معروفه. این ماده به صورت فیلامنت برای پرینترهای FDM و به صورت پودر برای دستگاههای SLS موجوده. اگرچه TPE هنوز توی صنعت ساخت افزایشی نسبتاً جدیده، ولی به عنوان یه ماده صنعتی از دهه ۱۹۵۰ وجود داشته. شرکت EOS اولین شرکتی بود که TPE رو به عنوان یه ماده برای پرینت SLS در سال ۲۰۱۳ معرفی کرد. TPE با نام PrimePart ST (PEBA 2301) شناخته میشه. بعد از این معرفی، شرکت CRP Technology هم ماده TPE خودش رو با نام Windform® RL روانه بازار کرد.
TPE به عنوان یه ماده پلیمری، ویژگیهای ترموپلاستیک و لاستیک ولکانیزه ترموست رو با هم ترکیب میکنه. انواع مختلف TPE شامل یه دامنه از مواد انعطافپذیر میشه، مثل پلییورتان ترموپلاستیک (TPU)، پلیآمید ترموپلاستیک (TPA) و کوپلیاستر ترموپلاستیک (TPC). مدلها و نمونههای اولیه پرینت شده با TPE توی صنایعی مثل خودروسازی و پزشکی استفاده شدن. TPE توی ساخت کفشهای ورزشی به کار رفته و همچنین توی لوازم الکترونیکی پیداش میشه، مثلاً روکش پلاستیکی دور بعضی کابلهای هدفون یا هر کاربرد دیگهای که بهش خواص لاستیکمانند نیاز باشه.
مزایای TPE در مقایسه با TPU
TPE در مقایسه با TPU این مزایا رو داره:
- TPE مدت بیشتری توی بازار بوده و به همین خاطر، رایجتره.
- TPE نسبت به TPU نرمتر و انعطافپذیرتره.
- TPE میتونه به عنوان یه تثبیتکننده انعطافپذیر استفاده بشه. فقط برای پرینت کل یه مدل استفاده نمیشه، بلکه میشه باهاش یه لایه میانی هم پرینت کرد.
- TPE معمولاً ارزانتر از TPU هست.
- بعضی از TPEها راحتتر از TPUها بازیافت میشن.
معایب TPE در مقایسه با TPU
TPE در مقایسه با TPU این معایب رو داره:
- TPE برای مبتدیها مناسب نیست. تنظیمات پرینتر باید خیلی دقیق باشه تا به نتایج مطلوب برسین.
- بعد از پرینت، تقریباً هر مدلی که با TPE پرینت شده نیاز به پرداختکاری مجدد داره.
- TPE نسبت به سایر الاستومرها، مثل TPU، به دما حساستره.
تعریف TPU و مقایسه با TPE
TPU و TPE عضو یه خانوادهان. شرکت BF Goodrich (که الان با نام Lubrizol Advanced Materials شناخته میشه) TPU رو در سال ۱۹۵۹ اختراع کرد؛ پس این یه ماده تازه کشف شده نیست. با این حال، کاربردش توی پرینت سه بعدی هنوز نسبتاً جدیده. به خاطر ویژگیهای منحصر به فردش، TPU توی صنعت ساخت افزایشی توجه زیادی رو جلب کرده. محصولات پرینت شده با این ماده توی صنایع مختلفی به کار رفتن. اگه خواستی میتونی یه سر به صفحه کاربردهای متنوع پرینتر سه بعدی بزنی تا با مطالعه مطالب اون، با کاربردهای این نوع دستگاه ها در صنایع مختلف بیشتر آشنا بشی .
TPU میتونه به عنوان ماده پرینت توی دو نوع پرینتر سه بعدی استفاده بشه، پرینترهای مدلسازی رسوب ذوبی (FDM) و پرینترهای تفجوشی انتخابی لیزری (SLS). با پرینترهای FDM، از ماده به شکل فیلامنت برای پرینت مدلهای مورد نظر استفاده میشه. با SLS، از فرم پودری استفاده میشه. در بلندمدت، پرینت با پرینتر FDM مقرون به صرفهتر خواهد بود.
TPU توی یه دامنه گسترده از رنگهای مات و همچنین شفاف موجوده. پرداخت سطحش میتونه از صاف تا زبر (برای ایجاد چسبندگی) متغیر باشه. یکی از ویژگیهای منحصر به فرد TPU اینه که سختیش قابل سفارشیسازیه. این قابلیت کنترل سختی میتونه منجر به موادی بشه که از نرم (لاستیکی) تا سخت (پلاستیک سفت) متغیرن.
کاربرد TPU خیلی متنوعه. صنایعی که از محصولات پرینت شده با TPU استفاده میکنن شامل هوافضا، خودروسازی، کفش، ورزش و پزشکی میشن. TPU همچنین به عنوان روکش سیمها توی صنعت برق و به عنوان کاور محافظ برای دستگاههای الکترونیکی مثل گوشیهای موبایل یا تبلتها استفاده میشه.
مزایای TPU در مقایسه با TPE
وقتی TPE رو با TPU مقایسه میکنیم، TPU این مزایا رو نسبت به TPE داره:
- TPU مقاومت بیشتری در برابر سایش داره نسبت به TPE. این ویژگی باعث میشه TPU توی قطعات کاری عمر طولانیتری داشته باشه.
- TPU خواص ارتجاعیش رو توی دماهای سردتر حفظ میکنه.
- TPU به طور طبیعی مقاومت بالاتری در برابر مواد شیمیایی داره، مثل روغنها، گریسها و انواع حلالها.
- TPU یه سطح صاف و صیقلی داره، در حالی که TPE بافت لاستیکی داره.
- TPU کمتر از TPE دچار جمعشدگی میشه.
🔥🔥🔥 مطالب صفحه بررسی فیلامنت ها به صورت تخصصی میتونه به شما نکات خوبی برای شناخت بهتر انواع فیلامنت و متریال های مصرفی برای چاپ سه بعدی، منتقل کنه.
معایب TPU در مقایسه با TPE
TPU در مقایسه با TPE این معایب رو داره:
- پسپردازش TPU به خاطر مقاومتش در برابر سایش و مواد شیمیایی میتونه سخت باشه.
- TPU ذاتاً رطوبتگیره. یعنی رطوبت رو از هوا جذب میکنه.
جدول مقایسه TPE و TPU
جدول زیر یه مقایسه بین TPE و TPU رو نشون میده:
| ویژگی | TPE | TPU |
|---|---|---|
| دمای اکسترودر | ۲۱۰–۲۶۰ درجه سانتیگراد (متغیر) | ۲۲۰–۲۵۰ درجه سانتیگراد (متغیر) |
| دمای بستر | تا ۱۱۰ درجه سانتیگراد (متغیر) | تا ۶۰ درجه سانتیگراد (متغیر) |
| مقاوم در برابر ضربه | بله | بله |
| ضد آب | بله | بله |
| مقاوم در برابر UV | بله | بله |
| مقاومت شیمیایی | متوسط | متوسط تا بالا |
| مقاومت سایشی | متوسط تا پایین | بالا |
| مقاومت حرارتی | بالا | بالا |
| استحکام | پایین | متوسط تا بالا |
| انعطافپذیری | بالا | متوسط تا بالا |
| سرعت پرینت پیشنهادی | ۵–۵۰+ میلیمتر بر ثانیه (متغیر) | ۵–۵۰+ میلیمتر بر ثانیه (متغیر) |
| هزینه (هر کیلوگرم) | ۴۰ دلار به بالا | ۴۵ دلار به بالا |
اگرچه TPE و TPU تفاوتهایی دارن، ولی یه سری ویژگیهای مشترک هم دارن. هم TPE و هم TPU ضد آب هستن، مقاوم در برابر اشعه UV هستن و مقاومت حرارتی و ضربهای خوبی دارن.
TPE در برابر TPU: مقایسه کاربردها
TPE برای کاربردهایی ایدهآله که به مدلهای انعطافپذیر نیاز داریم. اینها معمولاً محصولات سبکتر و نرمتری هستن مثل دسته تجهیزات ورزشی (مثلاً دسته چوب هاکی)، اسباببازیها، دهانبندها توی صنعت پزشکی، واشرهای ضد آب، روکش ایربگها و سپرها.
از طرف دیگه، TPU ترکیبی از مقاومت در برابر خراش و سایش رو ارائه میده. این ماده توی تولید قطعات کنسول، پنلهای ابزار، کفشهای ورزشی و واشرها و گسکتها استفاده میشه.
🔥🔥🔥 برای تهیه فیلامنت ارزان از صفحه خرید فیلامنت پرینتر سه بعدی میتونی استفاده کنی.
TPE در برابر TPU: مقایسه دقت قطعات
چون TPE بیشتر از TPU مستعد جمعشدگیه، پرینت کردن مدلهای دقیق از نظر ابعادی با TPE هم سختتره. TPU سفتتره و پرینت کردن باهاش راحتتره و معمولاً نتایج پرینت دقیقتری میده.
TPE در برابر TPU: مقایسه سرعت
تنظیمات سرعت برای هر دو ماده پرینت به ویژگیهای مورد نظر بستگی داره، مثلاً انعطافپذیری محصول نهایی. تنظیمات پرینت مناسب به نوع TPE و TPU استفاده شده، سازنده و مدل پرینتر و ضخامت لایه تنظیم شده بستگی داره. سرعت پرینت مورد نیاز TPE و TPU توی یه بازه مشابه هستن، ۵–۵۰ میلیمتر بر ثانیه. توی موارد نادر، هم TPE و هم TPU میتونن با سرعتهای بالاتر پرینت بشن. با این حال، برای نتایج دقیق، توصیه میشه از سرعتهای پرینت زیر ۳۵ میلیمتر بر ثانیه استفاده کنین.
TPE در برابر TPU: مقایسه سطح
TPU معمولاً یه پرداخت سطحی صافتری داره در مقایسه با TPE که معمولاً یه پرداخت لاستیکمانند داره.
TPE در برابر TPU: مقایسه مقاومت حرارتی
هم فیلامنت TPE و هم TPU مقاومت حرارتی خوبی ارائه میدن.
TPE در برابر TPU: مقایسه زیست تخریب پذیری
هم TPU و هم TPE توی ۳–۵ سال زیستتخریب میشن و به همین خاطر به عنوان مواد پرینت سه بعدی دوستدار محیط زیست در نظر گرفته میشن.
TPE در برابر TPU: مقایسه سمیت
اگرچه TPU ذاتاً غیرسمیه، ولی وقتی در معرض آتش یا مواد شیمیایی دیگه قرار میگیره، بخارات مضر آزاد میکنه. وقتی TPU میسوزه، یه بوی مشخص ایجاد میکنه که میتونه باعث سردرد بشه، در حالی که TPE غیرسمیه و وقتی میسوزه یه بوی خفیف داره.
جایگزین های مشترک برای TPE و TPU چه چیزهایی هستند؟
ماده زیر به عنوان یه جایگزین مشترک برای TPE و TPU در نظر گرفته میشه:
TPC (کوپلیاستر ترموپلاستیک): TPC، درست مثل TPE و TPU، یه فیلامنت لاستیکمانند هست که توی صنعت پرینت سه بعدی استفاده میشه. این ماده همچنین مقاومت حرارتی بالا، مقاومت شیمیایی خوب، استحکام بالا و مقاومت عالی در برابر UV رو داره.
شباهتهای بین TPE و TPU
TPE و TPU این شباهتها رو با هم دارن:
- TPU و TPE هر دو الاستومرهای ترموپلاستیک هستن که قابلیت کشش و خم شدن رو توی پرینت ارائه میدن.
- هم TPE و هم TPU رنگپذیری و شفافیت عالی ارائه میدن.
- TPE و TPU سرعتهای پرینت مشابهی دارن.
