TPU 3D 打印综合指南

TPU 可用于在 FDM 或 SLS 3D 打印机上进行 3D 打印。每种技术都有其独特的优势，在做出选择之前，重要的是要确定哪种技术最适合自有工作流程和业务需求。

对于希望开始 3D 打印 TPU 的企业来说，低成本的 FDM 打印机是入门级工作流程的合适选择。价格低廉的 FDM TPU 长丝是证明设计概念和外观性原型的理想选择，尤其是在最终目标是通过传统注射成型方法进行批量生产的情况下。

然而，在 FDM 打印机中使用 TPU 进行 3D 打印可能并不简单，因为这种柔软而有弹性的长丝很容易使挤出机堵塞，从而导致技术问题和降低打印成功率。在 FDM 打印机中使用 TPU 进行 3D 打印还存在设计自由度有限、部件尺寸精度较低和层线明显等问题。

FDM 打印的 TPU 部件为各向异性，这意味着它们在不同轴或应力平面上的强度并不相同，换言之，从不同方向对 FDM 打印的 TPU 部件施力的效果是不同的。对于经常需要牵引、拉伸、压缩和扭曲的 TPU 部件来说，这种各向异性对任何需要功能性的部件都构成了真正的挑战，即使在原型制造阶段也是如此。

SLS 3D 打印技术非常适合产量较高和功能性较强的应用，例如用于测试的功能性原型或小批量生产可定制的成品，如矫形器、头盔衬垫和可穿戴设备。SLS 3D 打印用户可以利用 TPU 的优异强度和柔韧性，更快地将产品推向市场或改善患者护理。高撕裂强度可制造出坚固、耐用的弹性部件，而立式 SLS 系统（如 Fuse 系列）的易用性可实现低单件成本。此外，由于刷新率低，不仅提高了粉末使用效率，还减少了新材料的支出，从而增强了系统的经济性和可扩展性。

SLS 3D 打印 TPU 部件非常适合需要复杂几何形状或有助于提高性能的应用。SLS 技术的自支撑特性意味着在打印过程中无需支撑结构，因此可以实现带有内部通道、晶格或流形风琴结构的复杂几何形状。在防护性头饰或鞋垫和矫形器等应用中，橡胶晶格结构具有高抗压强度，可以提高产品的功效。

使用 TPU 进行 3D 打印，广大企业能够在内部进行原型制造、缩短周转时间，并减少以前支付给服务机构或机械车间的费用。

例如，如需制作运动头盔的原型，则应制造坚硬的外壳以及内部柔软的缓冲衬垫。广大创新型公司正致力于为这些缓冲衬垫设计新的晶格结构和冲击抵消技术，而 TPU 恰好是一种完美的材料。

然而，尝试用传统的制模方法实现新的设计和几何结构不仅成本极其昂贵，且将其外包给设计机构也可能需要花费数周时间。使用一种工作流程和一类技术来制作坚硬的外壳和柔软的内部缓冲衬垫，意味着这些创新者能够以更高的速度进行迭代。这些头盔必须经过大量物理测试，因此每一轮测试将需要用到 10 个缓冲衬垫。如果采用手工方式精心制作衬垫表面，则工作过于繁重；而如果使用传统 TPU 成型，则成本效益较差。正确的解决方法就是在内部采取 3D 打印技术。

Fuse 系列 SLS 3D 打印机可以轻松使用 TPU 90A Powder 打印多个略微不同的橡胶晶格结构，以测试不同的设计。通过改变部件本身的设计（例如改变壁厚），您可以针对不同的应用或测试后的迭代生产不同硬度的部件。

Fuse 系列工作流程支持使用多种机械性能各异的材料，使您在内部进行开发和制造，并利用一种技术来管理众多不同组件类型的设计。搭配使用 TPU 90A Powder 与同样值得信赖的 Fuse 系列平台，通过 3D 打印直接制作原型，打造一种全新的产品类型。

除非您是制造行业的内部人士，否则可能无法明确不同制造辅助工具类型间的差异。然而，无论是夹具、支架、外壳，还是其他众多的机器连接方式，最重要的都是它能否及时满足您的迫切需求。许多制造商都面临着一个相同的问题－如何避免其价值数百万美元的制造设备磨损过于严重；而 TPU 就是对该问题的完美回答。

触感柔软的制造辅助工具可以缓冲特定的冲击或是提供形状完美的夹具，从而有助于延长重型机械的使用寿命。一旦密封件或垫圈因多年反复使用而撕裂，操作人员可以立即打印出替代件，在数小时内恢复生产线并重新运行，而无需等待数天或数周才能获得新部件。

增强材料性能对于制造商来说是多重保险，可以保护他们免受意外的部件损坏或机器组件故障的影响。制造商可在内部获取到的机械性能越多，就越能避免供应链延误和 OEM 导致的高额维修成本。凭借橡胶 3D 打印部件，您现在即可按需修复或更换全新的设备部件子集。通过避免工厂生产线或流程中断，每天可以节省下数千美元。

TPU 可用于制作汽车和航空航天测试中的减振器，以及工业过程（如热压成型独特形状的部件）中的夹具。在汽车工厂，大型机器人系统需要运行于必须支持弯曲和旋转的门架上。定制衬垫和柔软外壳可帮助这些机器避免摩擦，从而延长其使用寿命。

在运动、时尚和可穿戴技术行业，提供个性化选项对于希望获得更多市场份额的品牌来说必不可少。高昂的模具制作相关成本使得小批量或一次性生产难以实现，而日益普及的 3D 打印则为其带来了新的可能性。

尽管如此，大多数 3D 打印材料仍因为过于坚硬而导致并不适合体育用品或可穿戴市场，这种情况一直持续到 TPU 上市为止。从可以根据个人的确切脚印和重量分布来定制的鞋底，到为了抵消冲击而设计的橄榄球头盔，再到为手腕量身定制的表带，该材料蕴含着无限可能性。

3D 打印 TPU 具有卓越的耐久性和韧性，适用于制造义肢、矫形器、患者特定的器械以及医疗设备。在 3D 打印制造坚固的柔性成品部件的过程中，通过将橡胶材料出色的抗撕裂强度和断裂伸长率与 SLS 3D 打印优异的设计自由度和耐久性相结合，为医疗专业人士带来了新的机遇。

TPU 是一种柔性弹性体，适合通过 3D 打印制作以下医疗部件：

• 医疗器械原型、成品医疗器械和组件

• 矫形垫和修复衬垫

• 可穿戴设备、密封件、阻尼器和管子

• 夹板、颅骨重塑头盔

• 运动和矫正鞋垫

医疗保健领域的 3D 打印技术虽然方兴未艾，但却受到严格的材料要求限制，包括安全认证以及强度和机械性能。3D 打印 TPU 为医疗保健领域的不同应用提供了更多机会，从而进一步完善了“工具箱”。

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3D 打印是 Radio Flyer 开发工作的重要组成部分，而设计工程师 Agostino Lobello 则发现 TPU 90A Powder 有助于制作真正的功能性原型。“与我曾使用过的其他 3D 打印 TPE/TPU 材料相比，TPU 90A Powder 独一无二的表面光洁度可以提供出色的摩擦力。从这个角度来看，该材料的触感更类似于我们的注射 TPE/TPU，因此堪称原型应用的理想选择。目前，该工艺的次优替代方案是利用原型工具并注入真正的 TPE 或其他聚氨酯，而其成本和用时表现都要逊于此工艺，”Lobello 说道。