Mise à niveau des imprimantes 3D Stratasys F123 pour le matériau FDM TPU 92A - Partie 1

Article de Pierre Hart mis à jour le 24 février 2019

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Présentation d'une nouvelle mise à niveau des matériaux pour la plateforme d'impression 3D Stratasys F123! La fabrication additive continue de progresser dans le monde de l'impression 3D. L'une des dernières mises à niveau de matériau élastomère disponible pour les imprimantes FDM est le FDM TPU 92A.

Qu'est-ce que le TPU 92A ?

LeTPU, qui signifie "polyuréthane thermoplastique", est un type d'élastomère thermoplastique qui peut être considéré comme un pont entre les caoutchoucs et les plastiques. Les thermoplastiques sont des matières plastiques qui peuvent être déformées sous l'effet de la chaleur et qui, dans cet état, s'écoulent comme un fluide. Cela rend le matériau idéal pour les processus de fabrication tels que le moulage par injection, l'extrusion et le moulage par compression, et donc idéal pour le processus d'extrusion FDM.

Ensemble d'admission FDM TPU 92a

Ensemble d'admission FDM TPU 92a

Que signifie le 92A ?

Il s'agit d'une mesure de la dureté du matériau selon l'échelle "Shore A". La plage de dureté va de 0 à 100, les chiffres les plus élevés de l'échelle indiquant une plus grande résistance à l'indentation. Les matériaux plus durs et les chiffres inférieurs indiquent une résistance moindre et les matériaux plus mous. Le A indique le type de méthode d'essai utilisée, et les matériaux de cette échelle sont généralement plus souples que ceux des autres échelles (SHORE D).

Voici quelques exemples de matériaux courants et leur dureté Shore A :

  • Tapis de souris : 20A
  • Bande élastique : 25A
  • Tétine de biberon : 40A
  • Joint de porte : 55A
  • Bande de roulement des pneus de voiture : 70A
  • Roue pour planche à roulettes : 78A
  • Ceinture en cuir : 80A
  • Joint torique hydraulique : 70-90A

Quelles sont les caractéristiques ?

Excellente résistance et flexibilité

L'allongement à la rupture du TPU est de 550 %, ce qui indique que ce matériau est très souple et résistant. Il exprime la capacité d'un matériau à résister aux changements de forme sans formation de fissures, ce qui signifie que le TPU peut se plier et s'étirer beaucoup plus que les matériaux ayant des allongements plus faibles avant de se casser. Voir les comparaisons avec le NYLON et l'ABS PC ci-dessous.

  • TPU 92A = 550 %.
  • NYLON 12 = 30 %.
  • PC-ABS = 6 %.

Résistance supérieure à l'abrasion

Il s'agit de la capacité des matériaux ou des structures à résister à toute méthode d'usure ou de frottement par friction. Cette capacité permet au matériau de conserver sa structure et son aspect d'origine et de résister à l'usure mécanique. Le TPU présente une glissance inhérente à sa surface, qui, combinée aux caractéristiques supérieures de ténacité du TPU, lui confère une résistance supérieure à l'abrasion.

Elastomère d'admission d'air TPU

Elastomère d'admission d'air TPU

Bonne absorption des impacts et des chocs

Il s'agit de la capacité du matériau à absorber et à dissiper l'énergie d'un impact. En raison de la ténacité et de la flexibilité du matériau, il possède également de bonnes caractéristiques d'absorption des chocs, ce qui en fait un bon matériau pour les supports d'isolation, les pieds de machine et les surmoulages.

Bon jeu de compression

Le site rémanence de la compression (ASTM D395) d'un matériau est la déformation permanente restant après le retrait d'une force qui lui a été appliquée. Ce terme s'applique normalement aux matériaux mous tels que les élastomères. Pour ce matériau, la déformation rémanente après compression est de 21 % après 22 heures à 23̊C, ce qui signifie qu'après le retrait de la charge, le matériau retrouve 79 % de son épaisseur initiale. La déformation rémanente après compression est critique lors de la conception de joints et le concepteur doit confirmer que même après la déformation rémanente après compression, le matériau du joint produit toujours suffisamment de pression pour produire une bonne étanchéité. Le PORON, qui présente une déformation rémanente à la compression de 10 %, est un exemple de matériau présentant une excellente déformation rémanente à la compression.

A quoi sert-il ?

Le TPU convient à toutes les applications où la flexibilité et la ténacité sont requises, notamment :

  • Joints, garnitures
  • Couvertures de protection de surface
  • Tapis, doublures
  • Soufflets
  • Roues, rouleaux
  • Tuyaux, tubes
  • Conduits
  • Surmoulages
  • Aides à la fabrication

Ce matériau est idéal pour la validation de la conception de pièces complexes en TPU. Les pièces peuvent être imprimées puis validées/testées avant la construction d'outils de moulage par injection coûteux, ce qui permet de réduire les risques et les coûts et d'améliorer les délais de conception/outillage. Cela permet également d'itérer la conception avant que l'outillage ne contraigne certains aspects de la conception. Elle peut également être utilisée pour produire des pièces à usage final de faible volume lorsque les volumes sont trop faibles pour les procédés de fabrication traditionnels (moulage par injection).

Quelles machines FDM Stratasys peuvent imprimer en 3D avec ce matériau ?

Actuellement, les imprimantes 3D Stratasys F123 prennent en charge ce matériau : Stratasys F170, F270, et F370

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