Juntas de impressão 3D; Veja qual filamento usar!

Uma das razões pelas quais eu gosto tanto de impressão 3D é por causa de quão útil pode ser consertar coisas em sua própria casa, como seu banheiro ou pia da cozinha.

No entanto, nem todos os tipos de filamentos têm as mesmas propriedades, o que levanta a questão; Qual filamento é o melhor para imprimir juntas que realmente funcionam e duram anos?

resumidamente; O melhor filamento para imprimir juntas é o TPU, não só por suas propriedades flexíveis, mas também porque pode suportar 110°C e temperaturas muito baixas sem se deformar ou danificar, e ainda é resistente a abrasões, produtos químicos e óleos, tornando-o o plástico ideal para imprimir objetos que sofrem muito desgaste, como gaxetas.

Neste artigo, explicarei por que o TPU é o melhor filamento para o assunto em questão, os possíveis problemas que você pode encontrar ao imprimir com TPU, quais marcas obter e até como imprimir com TPU com sucesso.

Então, sem mais delongas, vamos começar!

Propriedades de TPU que fazem ótimas juntas de impressão 3D

O Poliuretano Termoplástico (TPU) é um tipo de termoplástico flexível que também é altamente resistente à abrasão, bem como ao desgaste. No processo de fabricação, é usado para vários tipos diferentes de itens para uso doméstico e industrial. Quando a mistura certa é usada para fazer o TPU, ele pode oferecer uma textura suave e macia, mas ainda manter a durabilidade para ser usado em uma variedade de aplicações.

A impressão 3D com TPU é ideal para quem deseja obter impressões suaves, flexíveis e funcionais sem sacrificar a durabilidade e a resistência a abrasões, produtos químicos e óleos.

O TPU também pode funcionar sem problemas em temperaturas de até 110°C, e todos esses recursos o tornam o tipo de filamento ideal para imprimir juntas. Além disso, o fato de o TPU também ser resistente a temperaturas extremamente baixas significa que as peças impressas com TPU não se tornarão quebradiças e difíceis de trabalhar.

O filamento de TPE é um bom substituto para o TPU, mas tende a se deformar em temperaturas mais baixas e reter menos flexibilidade. O TPE também é um pouco mais difícil de imprimir do que o TPU.

Juntas, O-rings e vedações requerem alta resistência à abrasão, durabilidade de longa duração e resistência a óleos e outros produtos químicos. A alta resistência química e à abrasão do TPU, acompanhada de excelente flexibilidade, resistência ao rasgo e alongamento, garantem que suas gaxetas e vedações sejam impressas com a mesma qualidade, se não superior, às que você compra em qualquer loja de ferragens.

A adesão entre camadas de TPU é excelente, o que significa que há muito pouca ondulação, deformação ou delaminação durante o processo de impressão, e o produto final geralmente sai ótimo.

A flexibilidade do TPU depende muito de como o software de impressão 3D está configurado; Desenhos com uma porcentagem de preenchimento menor são mais flexíveis em comparação com aqueles com um preenchimento maior, e isso permite que você crie objetos um pouco mais elásticos ou rígidos.

Tudo isso dito, é preciso muita energia para uma impressora 3D processar filamentos de TPU, já que a temperatura na qual imprime é de 250°C, e as impressoras 3D mais acessíveis não são capazes de imprimir TPU diretamente da caixa e algumas modificações podem ser necessárias.

O TPU pode suportar altas temperaturas?

Dado que o TPU tem uma temperatura de transição vítrea de apenas 60°C, surge a pergunta:É possível imprimir em 3D juntas usando este filamento que resiste a altas temperaturas?

Fiz alguns testes e descobri que as juntas impressas em filamento de TPU são mais do que capazes de resistir a altas temperaturas contínuas de até 110°C sem nenhum problema.

Pode parecer estranho no começo, mas a razão por trás disso é simples:acima da temperatura de transição vítrea, os objetos impressos em 3D ficam macios e perdem sua rigidez, e isso não é um problema para as peças impressas com TPU, pois já são macias e flexíveis mesmo abaixo a temperatura de transição vítrea do TPU. Deve-se notar aqui que, enquanto a temperatura de transição vítrea do TPU é de apenas 60°C, a temperatura de fusão é de 225°C.

Então, em resumo:o TPU pode suportar temperaturas de até 110°C, ou até mais altas, nas condições certas, mesmo apesar de sua temperatura de transição vítrea ser de apenas 60°C. A razão para isso é que por já ser um material flexível, aumentar sua temperatura não fará com que se deforme, como acontece com o PLA, por exemplo.

Potenciais problemas ao imprimir com TPU

Ao imprimir com filamentos flexíveis, certifique-se de que a ventilação em sua área de impressão seja boa, pois esses materiais às vezes expelem uma pequena quantidade de gases tóxicos durante a impressão, e a ventilação pode proteger os usuários de respirar esses gases.

Todos os filamentos flexíveis, incluindo o TPU, são higroscópicos e tendem a absorver a umidade do ar e inchar se não forem secos antes do uso (claro, a melhor solução é armazenar os filamentos adequadamente).

Quando o material ainda estiver molhado, ele pode ser extrudado, mas não imprimirá bem, você provavelmente terá que limpar a extrusora depois. Portanto, usar um filamento completamente seco é de extrema importância.

Se você tentar extrudar um material antes que esteja completamente seco, ele irá estourar e chiar. O chiado que você ouve é causado pela água que foi absorvida no filamento e que instantaneamente se transforma em vapor ao atingir o bico, isso geralmente deixa vazios em sua impressão ou causa fios excessivos.

Quando isso acontece, a qualidade da peça impressa não é apenas visualmente pior, a estrutura molecular também fica comprometida, por isso não é tão forte quanto seria se fosse impressa com um filamento de TPU seco. Por isso, certifique-se de secar seus filamentos flexíveis antes de imprimir as juntas, se quiser que funcionem corretamente e durem muito tempo.

Filamentos recomendados para juntas de impressão

É importante adquirir um filamento de TPU de alta qualidade, especialmente se você está pensando em usar as peças impressas para algo que precisa suportar altas temperaturas e desgaste, como gaxetas. Existem muitas empresas que vendem TPU de baixa qualidade, e isso causa problemas quando são impressos em 3D.

Eu recomendaria essas duas marcas de filamentos de TPU e certifique-se de verificar suas especificações técnicas antes de comprar e seguir rigorosamente suas diretrizes de impressão.

NinjaFlex (TPU)

Ninjatek é a marca premium de filamentos de impressão 3D e seu filamento flexível NinjaFlex é uma escolha confiável para selos, juntas e plugues de qualidade profissional de impressão 3D.

O filamento NinjaFlex tem uma textura muito mais amigável para extrusoras do que outros materiais. Sua tecnologia exclusiva reduzirá a chance de quebrar ou obstruir sua extrusora e imprimirá peças fortes de extrusoras de acionamento direto.

Embora possa ser mais caro do que algumas outras marcas, se você precisar imprimir um objeto que seja confiável, acho que essa é sua melhor aposta.

Matterhackers Pro TPU

O MatterHackers PRO Series TPU também é uma ótima opção para juntas de impressão 3D, pois as peças impressas de seu TPU têm elasticidade e resistência à fadiga.

O TPU da série PRO é um material versátil que pode ser usado para uma variedade de aplicações e, assim como o NinjaFlex, eu o recomendo sobre a maioria das outras marcas.

Como imprimir com TPU

Um dos muitos desafios únicos de usar filamentos flexíveis como o TPU é que eles podem ser complicados de usar sob certas condições, e há vários problemas que você deve evitar ao imprimir TPU em 3D, como entupimento de filamentos, dobras e fios . Para evitá-los, certifique-se de seguir estas instruções!

Observação :Embora não seja necessário, você deve imprimir usando uma cama aquecida a aproximadamente 65°C para obter melhores resultados e definir a temperatura de impressão entre 225°C e 250°C.

Use extrusoras de acionamento direto

Filamentos totalmente flexíveis são normalmente usados ​​com extrusoras de acionamento direto porque o filamento é muito flexível para uma extrusora Bowden. Quanto mais próxima a engrenagem de acionamento da zona de fusão, mais rápido e eficientemente o filamento derreterá e alimentará o bico.

O filamento também precisa passar por um canal com tolerâncias apertadas que o impeçam de dobrar ou enrolar. Por essas razões, uma extrusora Bowden é tipicamente menos prática que uma extrusora Direct Drive. Se você não tiver certeza se sua impressora está pronta para filamento flexível, verifique com o fabricante.

Observação:como mencionei anteriormente, a maioria das impressoras de baixo custo não pode imprimir filamentos flexíveis.

Use taxas de alimentação lentas e consistentes

Para melhores resultados na impressão de filamento flexível, recomenda-se uma taxa de alimentação lenta e consistente, pois é difícil controlar uma mudança repentina na velocidade de extrusão ao usar um filamento elástico.

Quanto mais rápido você tentar imprimir um objeto, mais provável é que o filamento se comprima contra a extrusora e cause um atolamento. A melhor abordagem é imprimir em velocidades lentas e constantes. Você pode economizar tempo e dinheiro testando várias velocidades de impressão e escolhendo a melhor com base em suas descobertas.

Muito provavelmente, velocidades de 20 mm/s podem ser um bom ponto de partida para a maioria dos materiais.

Reduza a resistência do carretel de filamento

Se você estiver imprimindo com materiais flexíveis, precisará alterar a maneira como carrega seu carretel:quando sua extrusora puxa o filamento para o bico, o carretel de filamento desenrola um pouco de plástico. No entanto, filamentos flexíveis, como TPU, e materiais com alta elasticidade serão esticados devido a essa força de tração e isso resultará em subextrusão.

Para resolver isso, monte seu filamento diretamente sobre a parte superior de sua impressora, isso permitirá que o filamento se desenrole em um movimento mais natural em direção descendente e elimine o atrito. Se o cubo do carretel estiver montado em um rolamento, ele permite que o carretel gire com muito mais liberdade, o que também pode ajudar o filamento a se desenrolar facilmente.

Ajuste suas configurações de retração

Os filamentos flexíveis são sensíveis a movimentos rápidos como retrações. Você precisa reduzir os movimentos de retração para uma impressão bem-sucedida, otimizando suas configurações de retração.

Para aqueles que estão apenas começando com o TPU, recomendo que você desative completamente a retração para poder se concentrar em otimizar a velocidade e as taxas de extrusão para imprimir seus modelos de forma confiável.

Depois de ter mais prática com essas configurações, se você adicionar apenas um pouco de retração, reduzirá o vazamento.

Otimize seus movimentos de viagem

Se estiver usando materiais flexíveis, use o mínimo de retrações possível, pois elas podem causar problemas significativos para suas impressões. Verifique as configurações do seu slicer para ajustar isso.

Conclusão

A maioria dos filamentos flexíveis deve funcionar para juntas de impressão, mas o TPU, especialmente os fabricados pelas marcas que mencionei anteriormente, funcionará melhor no geral.

Imprimir com ele pode ser um pouco mais difícil do que imprimir no bom e velho PLA, mas não é tão difícil de imprimir quanto alguns outros materiais, então experimente!

Espero que esta informação tenha sido útil!

Tenha um ótimo dia!

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