Principais Materiais Flexíveis para Impressão 3D: Desempenho e Aplicações

A impressão 3D oferece grandes possibilidades e muitas variedades quando se trata de imprimir materiais flexíveis e semelhantes a borracha. De peças de produção a projetos inovadores e legais para hobbyistas, isso é algo a conferir. Vamos dar uma olhada nas opções de materiais flexíveis para impressão 3D para as tecnologias disponíveis na Xometry.

Indicadores de Dureza Shore de Diferentes Materiais de Impressão 3D

Quando se trata de polímeros flexíveis, a dureza Shore é uma das principais propriedades a observar.

As escalas de dureza Shore foram criadas para fornecer um ponto de referência comum ao comparar diferentes materiais. É medida usando um durometro. Existem diferentes escalas Shore para medir a dureza de diferentes materiais.

• A Escala Shore OO mede materiais extremamente macios como géis (ex: palmilhas de gel).
• A Escala Shore A mede uma ampla gama de tipos de materiais; de muito macios e flexíveis a plásticos semi-rígidos com quase nenhuma flexibilidade.
• A Escala Shore D mede borrachas muito duras, plásticos semi-rígidos e rígidos (ex: tubo PVC).

Como você pode ver na imagem, há sobreposição nas diferentes escalas. Por exemplo, um material com dureza Shore 95A também é Shore 50D.

Materiais Flexíveis para Impressão 3D Disponíveis na Xometry

Diferentes tecnologias de impressão requerem diferentes polímeros ou resinas para imprimir. Vamos ver qual material de impressão cada tecnologia requer e suas propriedades em detalhes.

Poliuretano Termoplástico (TPU)

TPUs pertencem à categoria de Elastômeros Termoplásticos (TPEs). TPEs podem variar de 10 Shore OO até 72 Shore D, abrangendo todas as três escalas de dureza, no entanto, a mais comumente usada é a escala Shore A.

TPU Poliuretano 88/95A

Comumente conhecido como Ultrasint™ TPU01 é um material multiuso para aplicação exclusivamente em Multi Jet Fusion (MJF). Este material é um uretano termoplástico, com flexibilidade, alta resistência a rasgo e oferece bons detalhes. A impressão 3D TPU oferece possibilidades únicas que são difíceis de alcançar com outros materiais de impressão 3D como ABS, PLA ou Nylon.

Combinando propriedades de plástico e borracha, o TPU pode produzir peças elásticas, altamente duráveis que podem ser facilmente dobradas ou comprimidas. O material exibe qualidades de borracha rígida – muito como uma roda de skate – permitindo uma gama de aplicações de uso final. Além disso, o material é fácil de imprimir e tem boa resistência UV e hidrólise. Veja a ficha técnica TPU M95A para propriedades detalhadas.

Tecnologia: Multi Jet Fusion (MJF)

Flex TPU/TPE like

Se você requer um material resistente, flexível e emborrachado, TPU/TPE Flexível para Sinterização Seletiva a Laser (SLS) é a opção perfeita. Com boa resiliência após deformação e alta estabilidade Ultravioleta (UV), este TPU elastomérico SLS oferece muitas vantagens. Criando um design estrutural interessante, peças podem ser impressas em 3D para várias aplicações, da indústria automotiva à calçados. O material dá superfície branca lisa e também oferece boa resistência à hidrólise, excelente absorção de choque.

Tecnologia: Sinterização Seletiva a Laser (SLS)

Materiais TPU também podem ser usados com impressão FDM, mas geralmente tais impressões 3D são de qualidade inferior a quando impressos usando tecnologias baseadas em pó como SLS ou MJF, além disso, quase não diferem em preço.

Propriedades do TPU

Existem algumas propriedades-chave exclusivas dos TPUs que beneficiam as indústrias.

Resistência à Abrasão/Arranhão

Alta resistência à abrasão e arranhão significa durabilidade e alto valor estético. TPUs dão excelentes resultados comparados a outros materiais termoplásticos quando resistência à abrasão e arranhão são críticas para uma aplicação como peças internas automotivas, peças esportivas e técnicas.

Resistência UV

Além de manter boas propriedades mecânicas, também mostram estabilidade extraordinária à radiação ultravioleta e assim estabilidade de cor superior. Para peças de cores claras e escuras, as indústrias podem confiar na alta resistência a arranhões e desempenho UV do TPU pois TPUs garantem solidez de cor às peças estéticas.

Alta Flexibilidade

TPUs oferecem alta flexibilidade, absorção de choque e recuperação e são excelentes escolhas para fabricação de calçados, equipamentos esportivos e modelos ortopédicos. Esta propriedade é muito útil quando se trata de interiores automotivos e coberturas de filtros de ar.

Outras Vantagens

• Boa flexibilidade em ampla faixa de temperatura
• Excelente resistência a baixa temperatura e impacto
• Robusta resistência a intempéries e radiação de alta energia
• Alta elasticidade em toda a faixa de dureza
• Resiliência a óleos, graxas e numerosos solventes

Resinas CLIP Flexíveis

Resinas CLIP são uma classe de resinas de alta qualidade usadas com tecnologia de impressão 3D Carbon DLS. Na Xometry, oferecemos três tipos de resinas CLIP flexíveis. Confira nossa visão geral em vídeo para ver como elas são:

• DLS EPU 40 (1:22)
• DLS FPU 50 (2:36)
• DLS SIL 30 (3:36)

DLS EPU 40 (Poliuretano Elastomérico)

EPU 40 é um elastômero de poliuretano de alto desempenho que é boa escolha para aplicações onde alta elasticidade e resistência a rasgo são necessárias. Resina CLIP de Poliuretano Elastomérico, devido ao seu alto desempenho, permite excelente comportamento elástico sob cargas de tração e compressão cíclicas. Você pode esticá-lo e dobrá-lo, ele retoma sua forma impressa original.

EPU 40 é comparável a TPUs comerciais com dureza Shore 70A. A resina EPU é emborrachada, resistente, flexível e esticável, com espessura de camada de 100 µm ou 0,1 mm que são quase invisíveis. Peças ficam então muito próximas a modelos de injeção, o que torna muito interessante para prototipagem. Veja a ficha técnica EPU 40.

Principais Características

• Altamente elástico
• Resistente a rasgo
• Compatibilidade química e biológica

Aplicações

• Juntas e vedações
• Absorvedores de choque
• Isoladores de vibração

DLS FPU 50 (Poliuretano Flexível)

FPU 50 é um material semi-rígido resistente a impacto, abrasão e fadiga, boa escolha para peças que devem suportar tensões repetitivas. Este material pode ser ideal para invólucros resistentes, mecanismos de dobradiça e encaixes por fricção. FPU é comparável a polipropileno por sua excelente resistência à fadiga e calor. Características finas como 0,25 mm podem ser impressas em 3D e não é emborrachado e elástico como EPU 40. Veja as especificações gerais do DLS FPU 50.

Principais Características

• Tenaz e resistente à fadiga
• Alta resistência à tração
• Alta resistência a impacto e escoamento

Aplicações

• Encaixes de pressão (snap fits)
• Alívios de tensão
• Suportes e brackets para encapsular pequenos circuitos elétricos

DLS SIL 30 (Silicone)

SIL, um material silício-uretano é comparável a TPEs comerciais com dureza Shore A de 35. A tecnologia CLIP permite impressão 3D com novas classes de polímeros, incluindo químicas complexas como resinas baseadas em poliuretano e éster cianato. O resultado é uma seleção diversificada e crescente de materiais refletindo requisitos comuns de engenharia. Aqui está a ficha técnica SIL 30.

Principais Características

• Toque macio
• Biocompatível
• Resistente a rasgo

Aplicações:

• Wearables (pulseiras, almofadas de fone de ouvido)
• Equipamentos médicos

Todas estas resinas CLIP são adequadas para contato cutâneo de longo prazo (>30 dias). Similarmente, todas podem ser usadas para contato mucosal de curto prazo (<24 horas) exceto EPU 40*, que é adequado apenas para contato cutâneo. Por isso, encontram seu caminho na impressão de materiais seguros na indústria médica também.

Comparação de Custo de Materiais Flexíveis

Vamos fazer uma comparação de custo das três resinas do motor de cotação da Xometry para o modelo CAD

Material	Custo por unidade	Custo unitário para 10 peças	Custo unitário para 100 peças
TPU Poliuretano 88/95A (MJF)	29,95€	12,37€	11,41€
Flex TPU/TPE like (SLS)	25,84€	23,24€	21,41€
EPU 40	212,44€	48,82€	48,82€
FPU 50	436,53€	100,31€	100,31€
SIL 30	632,56€	159,24€	159,24€

Conclusão

Existem 2 principais tipos de materiais flexíveis para impressão 3D disponíveis no mercado de massa: TPUs, que podem ser impressos com impressoras 3D FDM, MJF e SLS e resinas CLIP (Carbon DLS). Escolha materiais TPU se procura peças mais acessíveis e as resinas CLIP mais caras se requer propriedades avançadas como alta resistência ou resistência a rasgo.

Todas estas opções de impressão 3D estão disponíveis na Xometry, basta fazer upload de seus arquivos CAD e conferir as opções de preço.