TPE en TPU zijn thermoplastische elastomeren of rubberachtige materialen. Ze bestaan al sinds de jaren 50. TPE’s en TPU’s worden gebruikt voor de fabricage van uiteenlopende dingen zoals koffers, deksels, panelen, zolen voor schoeisel enz. Recentelijk zijn beide materialen beschikbaar gekomen als 3D-printbare materialen voor de additieve maakindustrie.
Maar wat is het verschil tussen de twee materialen? Wanneer kies je voor 3D-printen in TPU en wanneer voor TPE? Wat is het verschil met andere soorten rubberachtige materialen, zoals flexibel PLA? Zijn TPU en TPE een goed alternatief voor 3D-printen voor rubber?
Verschil tussen TPE en TPU
Voordat 3D-printbare TPE’s en TPU’s beschikbaar waren, keek de markt naar flexibele of zachte PLA’s om de rubberachtige eigenschappen na te bootsen. Maar deze materialen slijten sneller en zijn van mindere kwaliteit dan TPE en TPU. Voor industriële toepassingen geeft 3D-printen met TPE of TPU veel betere resultaten dan PLA. Dat is ook de reden waarom Beamler geen elastische PLA’s aanbiedt.
Wanneer kies je nou voor 3D-printen met TPU over TPE en vice versa? We hebben al gezien dat TPU een type TPE is. TPE wordt vaker gebruikt en is al langer beschikbaar als 3D-printmateriaal. TPU is een nieuwere variant van 3D-printbare thermoplastische elastomeren. Het belangrijkste verschil is dat TPU steviger is dan TPE.
Het verschil zit dus niet in de naam, maar in het aanbod van gradaties van hardheid. De keuze tussen TPU en TPE hangt dus puur af van de hardheid dat het 3D-geprinte onderdeel nodig heeft.
Nieuwsgierig naar de kosten van 3D-printen met TPU en TPE?
Upload je bestanden en ontvang een gratis offerte.
TPE
Wat is TPE en waar is het een afkorting van? TPE staat voor thermoplastisch elastomeer. Het is een thermoplastisch rubber, met zowel thermoplastische als elastomere eigenschappen, in wezen een combinatie van rubber en kunststof.
Toepassingen voor TPE
TPE wordt gebruikt in de auto- en medische industrie. Maar TPE is ook te vinden in elektronica als de kabelmantel en rond sommige hoofdtelefoonkabels of elke andere toepassing waar rubberachtige eigenschappen vereist zijn.
3D-printen met TPE
TPE-materialen zijn beschikbaar als filament voor FDM en poeder voor gebruik in SLS-machines. EOS, CRP Technology, Roboze en Sintirit bieden allemaal TPE-materiaal voor 3D-printen en zijn beschikbaar via het Beamler-platform.
EOS lanceerde in 2013 al hun TPE-materiaal voor SLS onder de naam PrimePart ST (PEBA 2301).
CRP Technology biedt TPE SLS-poeder aan onder de naam: Windform® RL.
Ook Sintirit heeft TPE-poeder in hun portfolio.
Als je op zoek bent naar TPE-filament: Roboze heeft een TPE-filament in hun portfolio genaamd FLEX, voor gebruik in hun Roboze FDM-printers.
Ze zijn allemaal interessante opties voor ingenieurs die geïnteresseerd zijn in 3D-printen met TPE vanwege de uitstekende kwaliteit van de gedrukte onderdelen.
TPE Windform by CRPtech
TPU
TPU staat dan voor thermoplastisch polyurethaan en is een vorm van TPE of thermoplastisch elastomeer.
TPU is uitgevonden door BF Goodrich in 1959 (nu opererend onder de naam Lubrizol Advanced Materials.) Het is een thermoplastisch elastomeer en behoort tot de polyurethaanklasse van kunststoffen. De hardheid van TPU kan worden aangepast, wat resulteert in materiaal dat varieert van zacht (rubberachtig) tot hard (hard plastic). TPU is verkrijgbaar in verschillende kleuren en transparant. Het oppervlak kan glad of ruw zijn om grip te bieden.
Toepassingen voor TPU
TPU is te vinden in vele toepassingen: instrumentenpanelen voor auto’s, sportartikelen, medische apparatuur, schoenzolen, opblaasbare rubberen vlotten, hoesjes voor mobiele telefoons en TPU is het plastic rond draad en kabels.
3D-printen met TPU
TPU is verkrijgbaar als filamenten voor gebruik in FDM-machines. TPU is een thermaplast en is geschikt voor materiaal extrusieprocessen: het materiaal kan worden gesmolten, gekoeld en gehard.
TPU-filament voor FDM-machines wordt door Stratasys aangeboden als FDM TPU 92A. Dit materiaal is in november 2018 geïntroduceerd.
Maar 3D-printen met TPU-poeders kan ook via SLS-machines.
De Poolse materiaalfabrikant biedt TPU-poeders aan onder de merknaam FLEXA.
TPU 92A FDM by Stratasys
Het Duitse chemie- en materialenbedrijf BASF heeft een groot materiaalportfolio, waaronder een selectie van TPU’s, gebrandmerkt onder de naam Ellatollan, maar het is pas sinds kort dat het begon met het aanbieden van TPU-materialen voor additieve productie.
BASF is een ambitieuze nieuwe speler in het veld. BASF is in 2017 begonnen met het opbouwen van een portfolio van hoogwaardige materialen voor additieve productie. Het bedrijf richtte een dochteronderneming op, BASF 3D Printing Solutions GmbH, dat zich toelegt op additive manufacturing. Het zal zich in eerste instantie richten op de auto-, ruimtevaart- en consumentengoederensector. BASF wordt snel een referentie door uitstekende materialen te leveren voor 3D-printen met TPU.
Haar snel groeiende materiaalporfolio voor AM omvat: filamenten (Ultrafuse en Innofil3D) en poeders (Ultrasint en Adsint) en geavanceerde fotopolymeren en inkten (Ultracur3D).
De portfolio voor additieve productie bevat voorts twee TPU-poeders. De ene, Adsint TPU 90 flex, ontworpen voor Selective Laser Sintering (SLS) -technologie, de andere UtrasintTM TPU01 voor HP Multi Jet Fusion-printers. De materialen zijn ontwikkeld door Advanc3D Materials, een bedrijf dat in 2018 door BASF is overgenomen.
Adsint TPU 90 flex (thermoplastisch polyurethaan) is een poeder ontwikkeld voor SLS-printtechnologie. Onderdelen bedrukt met Adsint TPU 90 flex hebben een hoge rek, uitstekende fysische eigenschappen, rubberachtige elasticiteit en goede schuur- en chemische weerstand. Typische toepassingen zijn sportschoenen, orthopedische modellen, slangen en buizen, afdichtingen en wielen. BASF beweert dat Adsint TPU 90 flex is getest op de meest voorkomende SLS-printers en kan worden gebruikt op machines van alle formaten.
Ultrasint TM TPU01 is het tweede TPU-materiaal in het portfolio van additieve productiematerialen van BASF. Dit materiaal is geschikt voor gebruik in de HP Multi Jet Fusion-printer.
Nieuw op de markt: 3D-printen met siliconen
TPE en TPU zijn flexibele plastic materialen en al van betere kwaliteit dan het rubberachtige PLA. Maar hoe zit het met rubber zelf? 3D printen met rubber zelf werd lange tijd onmogelijk geacht, omdat het een thermohardend materiaal is. Maar sinds een aantal jaar is 3D printen met siliconen mogelijk. Lees hiervoor het artikel Kun je printen met siliconen?
Siliconen, vergeleken met TPU en TPE, hebben veel betere elastische eigenschappen en voelen meer aan als rubber dan de rubberachtige materialen die meer aanvoelen als plastic. Het is duurder, maar afhankelijk van de wensen en eisen een zeer interessante optie om te overwegen.
Conclusie
TPE en TPU, beide uitvindingen uit de jaren 50, hebben een breed scala aan toepassingen en worden veel gebruikt in de maakindustrie, waar rubberachtige eigenschappen vereist zijn. Sinds kort zijn ze beschikbaar als 3D-printmaterialen, als een beter alternatief voor de voorheen beschikbare flexibele PLA’s. Zowel TPE’s als TPU’s worden aangeboden bij Beamler.
Materialen met rubberachtige eigenschappen worden veel gebruikt voor een groot aantal toepassingen waar de elastische eigenschappen van rubber vereist zijn. Omdat 3D-printen met rubber lang niet voor mogelijk werd gehouden (rubber is een thermohardend materiaal), ging men op zoek naar een 3D-print alternatief voor rubber. Zo kwam men bijvoorbeeld bij flexibele PLA-materialen terecht. Maar nu zijn ook de al veel gebruikte thermoplastische elastomeren zoals TPE en TPU beschikbaar voor 3D-printing. Maar wat is het verschil tussen TPE en TPU?