Giriş: Esnek malzemelerin Shore sertlik sistemi
TPU (termoplastik poliüretan), FDM 3D baskıda en yaygın kullanılan esnek malzemedir. Temel özellikleri ayarlanabilir sertlik aralığı ve mükemmel esnekliktir. Shore Sertliği, esnek malzemelerin sertliğini ölçmek için kullanılan bir standarttır ve iki ölçeğe ayrılır: Shore A (yumuşak kauçuk için) ve Shore D (sert kauçuk için). FDM baskı için TPU malzemelerin sertlik aralığı genellikle 60A-95A'dır (Shore A), "yumuşak kauçuktan" "sert tabana" kadar geniş bir aralığı kapsar. Shore sertliğindeki her 5A artış için malzeme sertliği yaklaşık %15-20, elastik modül ise %20-30 artar. Uygun sertliğin seçilmesi, parçaların sızdırmazlık, yastıklama ve aşınma direnci gibi temel özelliklerini doğrudan belirleyen elastik parçaların tasarlanmasındaki ilk adımdır.
Farklı sertliklere sahip TPU'nun performans karşılaştırması
Shore 60A-70A (yumuşak TPU): Silgiye veya yumuşak silikona benzer şekilde yumuşak bir his verir. Kopma anında uzama %500-700, elastik modül 2-5 MPa ve sıkıştırma kalıcı deformasyonu büyüktür (%20-30). Yumuşak contalar, şok emici pedler, yumuşak menteşeler ve esnek koruyucu kılıfların üretimi için uygundur. Dezavantajları zayıf aşınma direnci ve düşük yırtılma direncidir. Shore 80A-85A (orta sertlikte TPU): Araba lastiklerine veya spor ayakkabı tabanlarına benzeyen orta his. Kopma anında uzama %400-600, elastik modül 10-20 MPa ve sıkıştırma kalıcı deformasyonu %15-20'dir. Bu en yaygın kullanılan sertlik aralığıdır ve sızdırmazlık halkaları, amortisörler, aşınmaya dayanıklı parçalar ve elastik tokaların üretimi için uygundur. Genel performans dengesi. Shore 90A-95A (yarı sert TPU): Sert tabanlara veya mühendislik plastiklerine benzer şekilde sert bir his verir. Kopma anındaki uzama %200-400, elastik modül 30-60 MPa ve sıkıştırma kalıcı deformasyonu %10-15'tir. Sert contalar, mühendislik menteşeleri, aşınmaya dayanıklı dişliler ve yarı sert braketlerin üretimi için uygundur. Mühendislik plastiklerinin performansına yakındır ve hala esnekliğini korur. Shore 95A üzerindeki TPU'nun sertliği sert plastiğe yakındır ve esneklik avantajı zayıflar. Bunun yerine genellikle naylon veya ABS gibi sert malzemeler kullanılır.
Sızdırmazlık halkası tasarımı ve sertlik seçimi
Sızdırmazlık halkaları, TPU baskının en tipik uygulamalarından biridir. Sertlik seçimi prensibi: Statik contalar (O-halkalar ve contalar gibi), az miktarda sıkıştırma altında sızdırmazlık sağlayabilen daha yumuşak bir sertlik (70A-80A) seçebilir; dinamik contaların (piston contaları, döner contalar gibi) sızdırmazlık ve aşınma direncini dengelemek için orta sertlikte (85A-90A) seçilmesi gerekir; yüksek basınçlı contaların (hidrolik sistemler gibi), conta arızasına yol açacak aşırı deformasyonu önlemek için daha sert bir sertlik (90A-95A) seçmesi gerekir. Tasarım noktaları: Karmaşık şekillerin neden olduğu gerilim yoğunlaşmasını önlemek için sızdırmazlık halkasının kesit şeklinin dairesel (O şeklinde) veya dikdörtgen (düz conta) olması önerilir; Sızdırmazlık oluğunun boyutunun doğru bir şekilde hesaplanması gerekir ve sızdırmazlık halkasının sıkıştırılması genellikle% 10-25'tir; baskı yönü, katmanlar arasındaki ayrılmanın neden olduğu sızıntıyı önlemek için sızdırmazlık yüzeyinin katman damarının yönüne dik olmasını önerir; sürtünmeyi azaltmak ve ömrünü uzatmak için sızdırmazlık yüzeyi silikon yağı veya gres ile kaplanabilir. Durum: Bir hidrolik silindir şirketi, orijinal nitril kauçuk enjeksiyonlu kalıplanmış parçaları değiştirmek üzere piston contalarını basmak için 85A TPU kullandı. Maliyet %70 oranında azaltıldı ve teslimat süresi 2 haftadan 1 güne kısaltıldı.
Darbe emici ped tasarımı ve yastıklama performansı
Şok emici pedlerin tasarımında darbe enerjisi emilimi, geri tepme hızı, yorulma ömrü vb. gibi faktörlerin dikkate alınması gerekir. Sertlik seçim ilkesi: Yüksek frekanslı titreşim ortamları için (motor tabanları gibi), yeterli sağlam destek sağlamak üzere daha sert bir sertlik (85A-90A) seçin; düşük frekanslı darbe ortamları için (tampon pedler gibi), daha iyi enerji emilimi sağlamak amacıyla daha yumuşak bir sertlik (70A-80A) seçin; Ağır ekipman (takım tezgahı tabanları gibi) çok katmanlı bir tasarım gerektirir: destek sağlamak için alt katman için 90A-95A TPU kullanılır ve orta katman için 80A-85A kullanılır TPU darbeyi emer ve yüzey katmanı zemini korumak için 70A-75A TPU kullanır. Geometrik tasarım: Darbe emici pedler genellikle 8-15 mm et kalınlığına sahip silindirik veya prizma şeklinde tasarlanmıştır. Önerilen duvar kalınlığı 8-15 mm'dir. Çok ince olursa şok emme etkisi zayıf olur, çok kalın olursa stabilite yetersiz olur. Sıkıştırma miktarını artırmak ve sertliği azaltmak için dahili olarak petek yapısı veya içi boş bir yapı tasarlanabilir. Sürtünmeyi artırmak ve yer değiştirmeyi önlemek için yüzey kaymayı önleyici dokularla (baklava desenleri ve dalgalı desenler gibi) tasarlanabilir. Performans testi: Sıkıştırma kalıcı deformasyonunun ISO 4652 standardına göre test edilmesi (100.000 çevrim olmalıdır) önerilir.
TPU'nun FDM baskısı için temel parametreler
TPU baskısı daha zordur. Asıl zorluk, malzemenin yumuşaklığının tel beslemesinin zayıf olmasına ve memenin tıkanmasına neden olmasıdır. Ekipman gereksinimleri: Bowden ekstruderinin veya doğrudan tahrikli ekstruderin kullanılması tavsiye edilir. Doğrudan tahrik, yumuşak TPU (
Model, çizim, görüntü veya yazılı notlar gönderin. Mühendislerimiz malzeme, süreç, kaplama ve teslimatı gerçek kullanıma göre değerlendirecektir.