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Einführung

Was ist TPU-Filament im 3D-Druck? Dieser Artikel untersucht die Herausforderungen bei der Herstellung, die Grenzen und effektive Methoden zur Verbesserung der Verarbeitung von TPU-Filament.

TPU-3D-Druckfilament verstehen

Thermoplastisches Polyurethan (TPU) ist ein flexibles, langlebiges und abriebfestes Polymer, das in der 3D-Drucktechnik häufig für Funktionsteile verwendet wird, die Elastizität erfordern – wie z. B. Dichtungen, Schuhsohlen, Dichtungsringe und Schutzkomponenten.

Im Gegensatz zu starren Materialien wie PLA oder ABS bietet TPU eine ausgezeichnete Flexibilität und Stoßfestigkeit, was es zu einer beliebten Wahl für Wearables und flexible Prototypen macht.

Die einzigartige Elastizität von TPU macht es jedoch auch zu einem der schwierigsten Materialien für den 3D-Druck. Seine hohe Viskosität und geringe Steifigkeit führen häufig zu ungleichmäßiger Extrusion, Fadenbildung oder sogar zu Druckfehlern.

Häufige Herausforderungen beim 3D-Druck oder der Extrusion von TPU-Filament

Obwohl TPU aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften begehrt ist, können die Verarbeitungsschwierigkeiten selbst erfahrene Anwender vor Herausforderungen stellen. Zu den häufigsten Problemen gehören:

Hohe Schmelzviskosität: TPU ist beim Extrudieren schwer zu fließen, was zu einem Druckaufbau in der Düse führt.

Schaumbildung oder Lufteinschluss: Feuchtigkeit oder eingeschlossene Luft können Blasen bilden, die die Oberflächenqualität beeinträchtigen.

Uneinheitlicher Filamentdurchmesser: Ungleichmäßiger Schmelzfluss führt zu Dimensionsinstabilität während der Filamentextrusion.

Instabiler Extrusionsdruck: Schwankungen im Schmelzverhalten können zu ungleichmäßiger Schichthaftung und verringerter Druckgenauigkeit führen.

Diese Herausforderungen beeinträchtigen nicht nur die Filamentqualität, sondern führen auch zu Ausfallzeiten, Abfall und einer geringeren Produktivität in der Produktionslinie.Wie lassen sich die Herausforderungen bei TPU-3D-Druckfilamenten lösen?

VerarbeitungsadditiveMaterial für TPU-Filament im 3D-Druck

Die Ursache dieser Probleme liegt in der intrinsischen Schmelzrheologie von TPU – seine Molekularstruktur verhindert ein gleichmäßiges Fließen unter Scherung.

Um eine stabile Verarbeitung zu erreichen, greifen viele Hersteller auf Polymerverarbeitungsadditive zurück, die das Schmelzverhalten modifizieren, ohne die endgültigen Materialeigenschaften zu verändern.

Prozesshilfsmittel können:

1. Schmelzviskosität und innere Reibung reduzieren.

2. Einen gleichmäßigeren Schmelzefluss durch den Extruder fördern

3. Verbesserung der Oberflächenglätte und Maßhaltigkeit

4. Schaumbildung, Werkzeugablagerungen und Schmelzbruch minimieren.

5. Produktionseffizienz und Ertrag steigern.

Durch die Verbesserung des Fließverhaltens und der Stabilität von TPU während der Extrusion ermöglichen diese Additive eine gleichmäßigere Filamentbildung und einen einheitlichen Durchmesser, was beides für qualitativ hochwertige 3D-Druckergebnisse entscheidend ist.

Die SILIKE-Lösung für additive Fertigungfür TPU:LYSI-409 Verarbeitungsadditiv

SILIKE Silikon-Masterbatch LYSI-409ist ein auf Silikon basierendes Verarbeitungsadditiv, das zur Optimierung der Extrusion und Verarbeitung von TPU und anderen thermoplastischen Elastomeren entwickelt wurde.

Es handelt sich um ein pelletiertes Masterbatch, das zu 50 % aus ultrahochmolekularem Siloxanpolymer besteht, das in einem thermoplastischen Polyurethan (TPU)-Träger dispergiert ist, wodurch es vollständig mit TPU-Harzsystemen kompatibel ist.

LYSI-409 wird häufig eingesetzt, um die Fließfähigkeit von Harzen, die Formfüllung und die Entformung zu verbessern und gleichzeitig das Extruderdrehmoment und den Reibungskoeffizienten zu reduzieren. Es erhöht zudem die Kratz- und Abriebfestigkeit und trägt somit sowohl zur Verarbeitungseffizienz als auch zur Produktleistung bei.

Wichtigste Vorteile vonSILIKE'sSilikonbasierte Schmierstoffe LYSI-409 für TPU-3D-Druckerfilament

Verbesserter Schmelzfluss: Reduziert die Viskosität der Schmelze und erleichtert so die Extrusion von TPU.

Verbesserte Prozessstabilität: Minimiert Druckschwankungen und Ablagerungen an der Düse während der kontinuierlichen Extrusion.

Bessere Filamentgleichmäßigkeit: Fördert einen gleichmäßigen Schmelzfluss für einen stabilen Filamentdurchmesser.

Glattere Oberflächenbeschaffenheit: Reduziert Oberflächenfehler und Rauheit für eine verbesserte Druckqualität.

Höhere Produktionseffizienz: Ermöglicht einen höheren Durchsatz und weniger Unterbrechungen aufgrund von Schmelzinstabilität.

Bei Versuchen zur Filamentherstellung zeigten die Schmierstoffverarbeitungsadditive LYSI-409 messbare Verbesserungen in der Extrusionsstabilität und im Produktbild – was den Herstellern hilft, konsistentere, druckbare TPU-Filamente mit weniger Prozessausfallzeiten herzustellen.

Praktische Tipps für Hersteller von TPU-3D-Druckfilamenten

1. Um optimale Ergebnisse bei der Verwendung von Schmier- und Verarbeitungsadditiven wie LYSI-409 zu erzielen:

2. Um eine durch Feuchtigkeit verursachte Schaumbildung zu vermeiden, muss sichergestellt werden, dass die TPU-Granulate vor der Extrusion ausreichend getrocknet sind.

3. Temperaturprofile optimieren, um einen gleichmäßigen Schmelzfluss zu gewährleisten.

4. Beginnen Sie mit einer niedrigen Dosierung des Silikonadditivs LYSI-409 (typischerweise 1,0-2,0 %) und passen Sie diese je nach Verarbeitungsbedingungen an.

5. Überwachen Sie während der gesamten Produktion den Filamentdurchmesser und die Oberflächenqualität, um Verbesserungen festzustellen.

Erzielen Sie eine glattere und stabilere TPU-Filamentproduktion

TPU-3D-Druckfilament bietet unglaubliche Gestaltungsfreiheit – allerdings nur, wenn die damit verbundenen Verarbeitungsherausforderungen richtig bewältigt werden.

Durch die Verbesserung des Schmelzflusses und der Extrusionsstabilität hilft das SILIKE-Verarbeitungsadditiv LYSI-409 den Herstellern, glattere und zuverlässigere TPU-Filamente herzustellen, die eine gleichbleibende Leistung und eine überlegene Druckqualität liefern.

Möchten Sie Ihre TPU-Filamentproduktion steigern?

Entdecken Sie, wie die silikonbasierten Verarbeitungsadditive von SILIKE – wie zum BeispielSilikon-Masterbatch LYSI-409— kann Ihnen dabei helfen, in jeder Spule gleichbleibende Qualität und Effizienz zu erzielen.für die TPU-Filament-Extrusion.

Mehr erfahren:www.siliketech.com Contact us: amy.wang@silike.cn