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¿Cuál es la diferencia entre el TPE y el TPU en impresión 3D?

3d printing TPU BASF

El caucho o los materiales con propiedades similares al caucho se utilizan ampliamente para una gran variedad de aplicaciones donde se requieren las propiedades elásticas del caucho. Dado que durante mucho tiempo no se creía que la impresión 3D con caucho fuera posible (el caucho es un material termoestable), los fabricantes comenzaron a buscar una alternativa para el caucho. El primero vino a través de materiales PLA flexibles.

Hoy en día, la impresión 3D con el TPE y el TPU está ganando popularidad debido a sus excelentes propiedades. Pero, ¿cuál es la diferencia entre el TPE y el TPU?

El TPE y el TPU son elastómeros termoplásticos o materiales similares al caucho. Han existido desde la década de 1950. Los TPE y los TPU se utilizan para fabricar estuches, tapas, paneles, suelas para calzado, similares al caucho, etc. Recientemente, ambos materiales se hicieron disponibles como materiales imprimibles en 3D para la industria de fabricación aditiva.

Entonces, ¿cuál es la diferencia entre los dos materiales? ¿Cómo podría decidirse entre la impresión 3D en TPU o TPE? ¿Cuál es la diferencia entre otros tipos de materiales similares al caucho, como el PLA flexible? ¿Son el TPU y el TPE una buena alternativa al caucho?

Diferencias entre el TPE y el TPU

Antes de que estuvieran disponibles el TPE y el TPU para impresión en 3D, se utilizaban PLA flexibles o suaves para imitar las cualidades del caucho. Pero estos son de menor calidad en términos de desgaste y propiedades elásticas que el TPE y el TPU. Para aplicaciones industriales, no hay duda de que la impresión 3D con TPE o TPU ofrece resultados mucho mejores que con PLA. Esa es la razón principal por la que Beamler no ofrece estos PLA elásticos.
¿Por qué elegir impresión en 3D con TPU sobre TPE y viceversa? Ya hemos visto que el TPU es un tipo de TPE. Por esa razón, es seguro decir que el TPE es más común que el TPU, ya que ha estado disponible como material de impresión 3D durante más tiempo. El TPU es una variante más nueva de elastómeros termoplásticos imprimibles en 3D. Al imprimir en 3D con TPU, puede esperar que su pieza sea más firme que las fabricadas con TPE.

Lo que quiere decir que la verdadera diferencia no está en el nombre sino en los grados de dureza disponibles. Por lo tanto, su elección entre TPU y TPE depende únicamente de la dureza que requiera su pieza impresa en 3D.

TPE

Primero, ¿qué es el TPE? TPE quiere decir elastómero termoplástico. Es un caucho termoplástico, con propiedades tanto termoplásticas como elastoméricas, en esencia una combinación de caucho y plástico.

Aplicaciones para el TPE

El TPE se utiliza en las industrias automotriz y médica. Pero el TPE también se puede encontrar en la electrónica como la cubierta de los cables y alrededor de algunos cables de auriculares o cualquier otra aplicación donde se requieran cualidades similares al caucho.

Impresión 3D con TPE

Los materiales TPE están disponibles como filamento para FDM y polvo para su uso en máquinas SLS. EOS, CRP Technology, Roboze y Sintirit ofrecen material TPE para impresión 3D y los podrás encontrar a través de la plataforma Beamler.

EOS ya lanzó su material TPE para SLS en 2013 con el nombre de PrimePart ST (PEBA 2301).

CRP Technology ofrece polvo de TPE SLS con el nombre: Windform® RL.

También Sintirit tiene polvo de TPE disponible.

Si está buscando un filamento TPE, Roboze tiene un filamento TPE en su catálogo, llamado FLEX, para usar en sus impresoras Roboze FDM.
Todos ellos son excelentes opciones para los ingenieros interesados en la impresión 3D con TPE debido a la excelente calidad de las piezas impresas
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TPE-Windform by CRPtech
TPE Windform de CRPtech

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TPU

TPU o poliuretano termoplástico es una variante de TPE. El TPU fue inventado por BF Goodrich en 1959 (ahora opera bajo el nombre de Lubrizol Advanced Materials). Es un elastómero termoplástico que pertenece a la clase de plásticos de poliuretano. La dureza del TPU se puede personalizar, lo que da como resultado un material que varía entre blando (similar al caucho) y duro (plástico rígido). El TPU viene en diferentes colores y también en transparente. La superficie puede ser lisa o rugosa para proporcionar agarre.

Aplicaciones para el TPU

El TPU tiene muchas aplicaciones: paneles de instrumentos automotrices, artículos deportivos, dispositivos médicos, suelas de calzado, balsas de goma inflables, fundas para teléfonos móviles entre otras, y además el TPU se puede encontrar alrededor de muchos alambres y cables.

Impresión 3D con TPU

El TPU está disponible como filamentos para su uso en máquinas FDM. El TPU es un termoplástico y es adecuado para procesos de extrusión de materiales: el material se puede fundir, enfriar y endurecer.

Stratasys ofrece el filamento de TPU para máquinas FDM como por ejemplo el modelo FDM TPU 92A desde noviembre de 2018.

Pero la impresión 3D con polvos de TPU también se puede realizar a través de máquinas SLS.

El fabricante de material polaco ofrece polvos de TPU con la marca FLEXA.

3D printing TPU-92A-FDM Stratasys
TPU 92A FDM de Stratasys

La empresa alemana de productos químicos y materiales BASF tiene un amplio catálogo de materiales, entre los que se encuentran una selección de TPU, con el nombre de Ellatollan, aunque solo recientemente comenzó a ofrecer materiales de TPU para la fabricación aditiva.

BASF es un nuevo jugador en el campo. BASF se mudó a AM en 2017 con el objetivo de construir un catálogo de materiales de alta calidad para fabricación aditiva. Crearon una subsidiaria, BASF 3D Printing Solutions GmbH, dedicada a la fabricación aditiva que inicialmente se enfocó en los sectores automotriz, aeroespacial y de bienes de consumo. BASF se está convirtiendo rápidamente en una referencia al proporcionar excelentes materiales para la impresión 3D con TPU.

Su catálogo de materiales de rápido crecimiento para AM incluye: filamentos (Ultrafuse e Innofil3D), polvos (Ultrasint y Adsint), fotopolímeros y tintas avanzadas (Ultracur3D).
Su catálogo de fabricación aditiva ofrece dos polvos de TPU. Uno, Adsint TPU 90 flex, diseñado para la sinterización selectiva por láser (SLS) y el otro UtrasintTM TPU01 para impresoras HP Multi Jet Fusion. Los materiales fueron desarrollados por Advanc3D Materials, una empresa adquirida por BASF en 2018.

Adsint TPU 90 flex (poliuretano termoplástico) es un polvo desarrollado para la tecnología de impresión SLS. Las piezas impresas con Adsint TPU 90 flex tienen un alto alargamiento, excelentes propiedades físicas, una elasticidad similar al caucho y una buena resistencia química y abrasiva. Las aplicaciones más típicas son sistemas duros-blandos, calzado deportivo, modelos ortopédicos, mangueras y tubos, juntas y ruedas. BASF afirma que Adsint TPU 90 flex se ha probado en impresoras SLS más comunes y se puede utilizar en máquinas de todos los tamaños.

UltrasintTM TPU01 es el segundo material de TPU en su catálogo de materiales de fabricación aditiva de BASF. Este material es adecuado para su uso en impresoras HP Multi Jet Fusion.

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El recién legado: Impresión con silicona

El TPE y el TPU son materiales plásticos similares al caucho, y son de mejor calidad que el PLA. Pero, ¿qué pasa con el caucho en sí? Durante mucho tiempo se creyó que la impresión con caucho no era posible, porque es un material termoestable, pero recientemente la impresión 3D en silicona, un material de tipo caucho, se ha hecho disponible. Lea este artículo para obtener más información al respecto ¿Es posible imprimir con silicona en 3D?

La impresión de silicona, en comparación con la impresión con TPU y TPE, tiene cualidades elásticas mucho mejores y es más parecida a caucho o goma. Es más caro, pero dependiendo de tus necesidades y requerimientos podría ser una opción muy interesante a considerar.

Conclusión

Tanto el TPE como el TPU, fueron inventados en la década de 1950. Ambos tienen una amplia gama de aplicaciones y se utilizan ampliamente en producción, donde se requieren propiedades similares al caucho. Recientemente, han hecho disponibles para impresión 3D, como una mejor alternativa a los PLA flexibles disponibles anteriormente. Beamler ofrece tanto TPE como TPU.

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