Qual è la differenza tra TPE e TPU nella stampa 3D?

3d printing TPU BASF

Gomma o materiali con proprietà simili alla gomma sono spesso utilizzati per una vasta gamma di applicazioni in cui sono necessarie le proprietà elastiche della gomma. Dato che la stampa 3D con la gomma è da lungo tempo ritenuta impossibile (la gomma è un materiale termoindurente), i produttori hanno iniziato a cercare un’alternativa alla gomma nel contesto della stampa 3D. La prima alternativa sono stati i materiali PLA flessibili.

Oggi, la stampa 3D con TPE e TPU sta diventando sempre più comune grazie alle sue proprietà vantaggiose. Ma qual è la differenza tra TPE e TPU?

TPE e TPU sono elastomeri termoplastici, ovvero materiali simili alla gomma. Sono in circolazione dagli anni ’50. TPE e TPU vengono utilizzati per realizzare custodie, coperchi, pannelli, suole in gomma per calzature, ecc. Recentemente entrambi i materiali sono diventati disponibili come materiali stampabili in 3D per l’industria manifatturiera additiva.

Quindi qual è la differenza tra i due materiali? Come si decide per la stampa 3D in TPU o TPE? Qual è la differenza rispetto ad altri tipi di materiali simili alla gomma, come il PLA flessibile? TPU e TPE sono una buona alternativa per la stampa 3D rispetto alla gomma?

Differenza tra TPE e TPU

Prima che il TPE e il TPU fossero disponibili per la stampa in 3D, sono stati esaminati i PLA flessibili o morbidi per ottenere qualità simili alla gomma. Ma questi sono di qualità inferiore in termini di usura e proprietà elastiche rispetto a TPE e TPU. Per applicazioni industriali, non c’è dubbio che la stampa 3D con TPE o TPU offra risultati molto migliori rispetto al PLA. Questo è il motivo principale per cui Beamler non offre PLA elastici.

Quando scegliere la stampa 3D con TPU su TPE e viceversa?

E’ già stato menzionato che il TPU è un tipo di TPE. Per questo motivo, si può affermare che il TPE è più comune del TPU poiché è stato disponibile come materiale di stampa 3D per più tempo. Il TPU è una variante più recente di elastomeri termoplastici stampabili in 3D. Quando si stampa in 3D con TPU, si ottiene una componente più solida rispetto ad una prodotta col TPE.

Pertanto, la vera differenza non è nel nome ma nei gradi di durezza disponibili. Pertanto, la scelta tra TPU e TPE dipende esclusivamente dalla durezza richiesta dalla componente stampata in 3D.

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Il TPE

In primo luogo, che cos’è il TPE? TPE sta per elastomero termoplastico: è una gomma termoplastica, con proprietà sia termoplastiche che elastomeriche, in sostanza una combinazione di gomma e plastica.

Applicazioni del TPE

Il TPE viene utilizzato nell’industria automobilistica e medica. Può anche essere trovato nell’elettronica come guaina per cavi e come protezione per alcuni cavi per cuffie o qualsiasi altra applicazione in cui sono richieste qualità simili alla gomma.

Stampa 3D con TPE

I materiali TPE sono disponibili come filamenti per FDM e polvere per uso in macchine SLS. EOS, Tecnologia CRP, Roboze e Sintirit possono tutti utilizzare i materiali TPE per la stampa 3D e sono disponibili tramite la piattaforma Beamler.

EOS ha già lanciato un proprio materiale TPE per l’SLS nel 2013 chiamato PrimePart ST (PEBA 2301).

La tecnologia CRP offre polveri di TPE per SLS sotto il nome “Windform® RL”.

Anche Sintirit dispone di polvere di TPE nel suo repertorio.

Se stai cercando un filamento di TPE: Roboze offre un filamento di TPE chiamato FLEX, utilizzabile nelle loro stampanti Roboze FDM.

Sono tutti eccellenti opzioni per gli ingegneri interessati alla stampa 3D con TPE grazie alla straordinaria qualità delle componenti stampate.

TPE-Windform by CRPtech

TPE Windform by CRPtech

TPU

TPU sta per poliuretano termoplastico ed è una forma di TPE o elastomero termoplastico.

Il TPU è stato inventato nel 1959 da BF Goodrich (l’odierna Lubrizol Advanced Materials.) È un elastomero termoplastico appartenente alla classe delle materie plastiche poliuretaniche. La durezza del TPU può essere modificata, dando luogo a materiali che vanno dal morbido (simil-gomma) al duro (plastica rigida). Il TPU è disponibile in diversi colori e anche in forma trasparente. La sua superficie può essere liscia o ruvida a seconda delle necessità.

Applicazioni di TPU

Il TPU si presta a molteplici applicazioni: pannelli di strumenti automobilistici, articoli sportivi, dispositivi medici, suole di calzature, gommoni gonfiabili, custodie per cellulari e la plastica attorno a fili e cavi.

Stampa 3D col TPU

Il TPU è disponibile come filamento per macchine FDM. Il TPU è un materiale termoplastico ed è adatto per i processi di estrusione del materiale: il materiale può essere fuso, raffreddato e indurito.

Il filamento di TPU per macchine FDM è disponibile da Stratasys come FDM TPU 92A. Questo materiale è stato introdotto nel novembre del 2018.

Tuttavia, la stampa 3D con polveri TPU può anche essere eseguita tramite macchine SLS.
Stratasys offre polveri di TPU con il marchio FLEXA.

3D printing TPU-92A-FDM Stratasys

TPU 92A FDM by Stratasys

BASF, la società tedesca di prodotti chimici e materiali, ha un’ampia gamma di materiali, tra cui una selezione di TPU, con il marchio Ellatollan, ma è solo di recente che ha iniziato a offrire materiali in TPU per la fabbricazione additiva.

BASF è un nuovo ed ambizioso personaggio in questo settore. BASF ha debuttato nel campo della fabbricazione additiva nel 2017 con l’obiettivo di sviluppare una gamma di materiali di alta qualità per la fabbricazione additiva. Hanno creato una filiale, BASF 3D Printing Solutions GmbH, dedicata alla produzione additiva che inizialmente si è concentrata sui settori automobilistici, aerospaziali e dei beni di consumo. BASF sta rapidamente diventando un punto di riferimento, producendo materiali eccezionali per la stampa 3D con TPU.
Il loro corredo di materiali in rapida crescita per la fabbricazione additiva comprende: filamenti (Ultrafuse e Innofil3D), polveri (Ultrasint e Adsint), fotopolimeri e inchiostri avanzati (Ultracur3D).

Il loro portfolio di produzione additiva include due polveri di TPU. Uno, Adsint TPU 90 flex, progettato per la tecnologia Selective Laser Sintering (SLS), l’altro UtrasintTM TPU01 per stampanti HP Multi Jet Fusion. Questi materiali sono stati sviluppati da Advanc3D Materials, una società acquisita da BASF nel 2018.

Adsint TPU 90 flex (poliuretano termoplastico) è una polvere sviluppata per la tecnologia di stampa SLS. Le parti stampate con Adsint TPU 90 flex hanno una elevata flessibilità, eccellenti proprietà fisiche, elasticità simile alla gomma e buona resistenza abrasiva e chimica. Le sue applicazioni tipiche sono sistemi hard-soft, calzature sportive, modelli ortopedici, tubi e tubature, guarnizioni e ruote. BASF afferma che Adsint TPU 90 flex è stato testato sulle più comuni stampanti SLS e può essere utilizzato su macchine di qualsiasi dimensione.

UltrasintTM TPU01 è il secondo materiale TPU nel repertorio di materiali per la produzione additiva di BASF. Questo materiale è adatto per l’uso con la stampante HP Multi Jet Fusion.

Una nuova possibilità: la stampa in silicone

Il TPE e il TPU sono materiali plastici simili alla gomma, e già di qualità migliore del PLA, simile alla gomma.

E la gomma stessa? La stampa con la gomma è stata a lungo ritenuta impossibile, poiché si tratta di un materiale termoindurente, ma recentemente la stampa 3D in silicone è diventata una possibilità grazie ad un materiale simile alla gomma. Leggi l’articolo “È possibile la stampa 3D col silicone?” per saperne di più.

La stampa 3D col silicone, rispetto alla stampa con TPU e TPE, ha qualità elastiche molto migliori e ha più similarità alla gomma rispetto ai materiali in simil-gomma che sono più paragonabili alla plastica. È più costoso, ma a seconda delle esigenze è un’opzione molto importante da considerare.

Conclusione

Il TPE e il TPU, entrambe invenzioni degli anni ’50, hanno una vasta gamma di applicazioni e sono ampiamente utilizzate nell’industria manifatturiera, dove sono richieste proprietà simili alla gomma. Di recente sono diventate disponibili come materiali di stampa 3D, come alternativa migliore ai PLA flessibili precedentemente disponibili. Sia TPE che TPU sono offerti da Beamler.

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