TPE - TPU Thermoplastische Elastomere

Generell gibt es 3 Klassen von TPE´s, die zu Filamenten verarbeitet werden.

  • TPE-S = Filament aus SEBS, also Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol. Haftung auf PP und PE möglich. TPE-S werden selten angeboten und haben einen Härtebereich von ca. 70 Shore A-60 Shore D
  • TPEE = Thermoplastische Copolyesterelastomere, auch TPC genannt, haften auf ABS, PET-G, PLA, TPU. Hohe Rückstelleigenschaft, farblich nicht UV-Stabil. Härtebereich ca. 30 – 55 Shore D.
  • TPU = Thermoplastisches Polyurethan. Werden am häufigsten angeboten und liegen im Härtebereich von 65 Shore A bis 60 Shore D.

Wir unterscheiden drei der wichtigsten TPU Klassen.

  • Ester TPU = Wird am häufigsten angeboten, relativ kostengünstig. Hohe Chemikalienbeständigkeit, hohes Rückstellverhalten. Hydrolyseanfällig (in hoher Luftfeuchtigkeit/Temperatur gehen die mechanischen Eigenschaften langsam verloren), farblich nicht UV-Stabil. Wird häufig eingesetzt für Schuhsohlen.
  • Ether TPU = Hochwertiger als Ester-TPU, mikrobenresistent, hydrolyseresistent, hohe chemikalienbeständigkeit, farblich nicht UV-Stabil. Wird häufig im Automobil eingesetzt wegen seiner langen Lebensdauer. Meist schwarz eingefärbt gibt es mit UV-Vergilbung kein Problem.
  • Aliphatische TPU = sehr teuer, Hauptvorteil ist eine UV-Beständigkeit auch bei hellen Farben. Sonst ähnlich wie Ether-TPU. Aliphatisches TPU wird z.B. eingesetzt für flexible, transparente Heckscheiben in Cabrio Dächern. Wird als Filament ganz selten angeboten.

Arbeiten mit TPU im 3D-Druck

Oftmals wird TPU negativ bewertet, wenn es um die Verarbeitbarkeit im 3D-Druck geht. Dies liegt einerseits an der Qualität des eingesetzten Polymers selbst, an  der Qualität des Filaments und weiterhin auch an den 3D-Druckern, die häufig nicht für flexible Materialien geeignet sind.

 

Für Bowden Drucker können nur TPU´s verarbeitet werden, die eine bestimmte Steifigkeit und Härte besitzen. Wir empfehlen hierfür TPU mit 98 Shore A bis 60 Shore D.

 

Besser geeignet sind Direkt-Drive-Systeme. Mit diesen Druckern kann man teilweise bis ca. 60 Shore A (extrem weich) TPU drucken.

 

Weiche TPU-Typen müssen unter Umständen mit langsamerer Geschwindigkeit gedruckt werden. In der Regel geht das mit 20 -40 mm/sec. Die Haftung am Druckbett kann extrem gut sein, man hat mit keinen Verzug (warping) zu rechnen. Umso härter die TPU-Typen werden umso geringer wird die Haftung am Druckbett und auch der Verzug kann zunehmen. Ab 98 Shore A aufwärts bis 60 Shore D empfehlen wir ein beheizbares Druckbett zu verwenden und für eine bessere Haftung und geringeres warping dieses mit Blue Tape zu bekleben.

 

Ein Blower Fan ist grundsätzlich hilfreich um das gedruckte TPU schnell abzukühlen.

 

TPU ist mechanisch sehr stabil, bricht nicht und ist sehr schnittfest und abriebbeständig. Weiterhin hat TPU die Eigenschaft auf andere harte Kunststoffe sehr stark zu haften, was für 2-K Objekte hilfreich ist. Haftpartner für TPU sind vor allem ABS, ASA, PC, PLA, und PETG.