El material TPU en impresión 3D: la guía completa

Redacción
Lunes, 15 Junio 2020
El material TPU en impresión 3D: la guía completa - impresoras 3D

El denominado poliuretano termoplástico (TPU) es un tipo de elastómero que se caracteriza por su alta flexibilidad y durabilidad en la transformación. En su composición química encontramos que su adaptabilidad se debe a la presencia de secuencias alternas de segmentos duros y blandos, es decir, que variando la proporción de estos segmentos, la dureza y flexibilidad del material también cambia. Esto afecta a la transparencia de las piezas finales, la suavidad al tacto, o la adherencia de las mismas. En general podemos afirmar que el TPU es un polímero muy variado que proporciona una serie de características muy interesante a las piezas. Además, esto supone una oportunidad para la impresión 3D de modelos flexibles. Pero, ¿qué debemos tener en cuenta a la hora de usar TPU?

En la industria de fabricación aditiva, este material abre un mundo de posibilidades a distintos mercados, como el del calzado, en la creación de suelas elásticas, o la automoción, para crear neumáticos y amortiguadores. El TPU es ideal para piezas de uso final, prototipos funcionales, modelos conceptuales y componentes personalizados. Este tipo de material es muy utilizado, por ejemplo, para producir fundas de teléfonos móviles, ya que permite proteger al dispositivo de golpes y fracturas. Veamos ahora los propiedades más destacadas de este material flexible.

Características del TPU en la impresión 3D

En términos de propiedades de estos polímeros, debemos saber que cuentan con multitud de ventajas, como gran resistencia al impacto, al desgaste, a la abrasión y a los cortes. Además, tienen una cohesión de capa bastante avanzada que consigue una homogeneidad mecánica excelente en las piezas fabricadas, haciendo éstas sean isotrópicas. Sin embargo, este tipo de material tiene ciertos límites que debemos conocer. El TPU no se adapta bien a los entornos calurosos. Este factor llama la atención ya que, a pesar de tener un rango de trabajo amplio, no soportan las altas temperaturas. Además, los ajustes de impresión deberán variar según la tecnología utilizada y la máquina 3D que poseamos.

A la hora de imprimir las piezas con TPU, mediante FDM, sugerimos aplicar una fina capa de pegamento a la cama de impresión, lo cual facilitará la adhesión del material. También se recomienda que la boquilla de extrusión sea de accionamiento directo y que pueda alcanzar una temperatura de entre 210 ºC y 235 ºC para fundir el filamento, aunque dependerá del fabricante. Esto son consejos generales, sin embargo, el éxito del TPU se basará en la configuración de cada impresora 3D y en la calibración adecuada; es por eso que se recomienda realizar pruebas pequeñas con este material antes de poner en marcha impresiones más complejas.

En cuanto a la fabricación por estereolitografía, el TPU no se recomienda para modelos finos, con paredes delgadas o que simulen materiales de alta elongación. Al configurar el modelo, se recomienda que los modelos tengan la forma final y que se orienten cerca de la plataforma de fabricación, pero no más plana de 20º. Las partes más delgadas y altas tendrán mayor dificultad para imprimir, aunque siempre se puede recurrir a soportes adicionales para garantizar un resultado óptimo.

¿Qué empresas proporcionan estos materiales?

En el mercado actual de fabricación aditiva podemos encontrar grandes actores que ofrecen TPU para crear piezas flexibles. El gigante Ultimaker cuenta con un filamento llamado TUP 95A, que es compatible con sus impresoras 3D Ultimaker S5, Ultimaker 3 y Ultimaker 2+. Según la compañía, el material soporta hasta 580% de alargamiento en la rotura; este filamento está disponible en 4 colores diferentes. Otra gran empresa es Formlabs, que el año pasado presentó su denominada “Elastic Resin” para la tecnología SLA. Esta resina cuenta con un durómetro Shore de 50A, además de un alto alargamiento y retorno de energía. El "Shore" se relaciona con la dureza del material utilizado, o en otras palabras, cuán resistente es un material a la indentación. Los números más bajos indican menos resistencia y materiales más blandos. La elasticidad y resistencia de este material permite su utilización en múltiples ciclos. Además, la tecnología permite reducir costes y tiempos de entrega al imprimir directamente las piezas blandas.

Sin embargo, también existen otras empresas dedicadas principalmente al desarrollo de estos materiales, como es el caso de Recreus. Esta compañía destaca por la multitud de filamentos de impresión 3D que ofrece actualmente. En concreto, su reconocido filamento FilaFlex surgió de la necesidad de innovar y romper con los límites de la impresión 3D. Ignacio García, CEO de Recreus, afirmó: “Ya era innovadora la propia tecnología de impresión 3D, y añadido a la flexibilidad del material con el que poder crear piezas flexibles, como unas zapatillas, sin duda, demostró el potencial de la fabricación aditiva y de FilaFlex”. Estas son algunas de las empresas destacadas, sin embargo, en el mercado existen otros agentes que también ofrecen TPU para impresión 3D.

Aplicación: Tecnología