TPU – Thermoplastisches Polyurethan der flexible Werkstoff für die Additive Fertigung

TPU ist ein Thermoplastischer Elastomer auf Polyurethanbasis und ein Werkstoff mit großem Potenzial im Lasersinter Verfahren und für die additive Serienfertigung. TPU besitzt bei Raumtemperatur ein elastisches gummiartiges Verhalten sowie hohe UV- Stabilität und gute Dämpfungseigenschaften.

Als Ausgangswerkstoff kommt bei uns das Pulver EOS TPU 1301 zum Einsatz, das ein breites Spektrum an Anwendungen abdeckt. Es bietet neben der einfachen Verarbeitbarkeit einen stabilen Verarbeitungsprozess sowie die für verschiedenste Anwendungen erforderliche Flexibilität. Durch konstruktive Designgestaltung können unterschiedliche Elastizitätsbereiche innerhalb eines Bauteils hergestellt werden. So können hochfrequente zyklische Belastungen ebenso wie sehr gute Dämpfungseigenschaften realisiert werden. Die hohe Abriebfestigkeit und glatte Oberfläche sind weitere herausragende Eigenschaften.

TPU Thermoplastisches Polyurethan verfügt über folgende ausgezeichnete physikalischen Eigenschaften:

• Gummiartig Dauerelastizität
• Hohe Shore A Härte möglich (ca. 80 Shore A, je nach Wandstärke und Prozessparameter)
• Hohe Abriebfestigkeit
• Hohe Flexibilität
• Hohe Beständigkeit gegen dynamische Belastung
• Hohe Reißfestigkeit, Reißdehnung und Bruchdehnung
• Glatte Oberflächen nach dem Lasersintern
• Hohe UV-Stabilität
• Gute Stoßdämpfungseigenschaften
• Farbe weiß
• Gute Alterungsbeständigkeit
• Hohe Genauigkeit und Detailauflösung
• Hohe Schlagzähigkeit auch bei Kälte
• Gute Chemikalienbeständigkeit
• TPU ist gegenüber Fetten, Ölen, wässrigen Lösungen und den meisten Lösungsmitteln beständig.
  Nicht beständig gegenüber Säuren und Alkoholen.
• Haptisch weist es den sog. "trockenen Griff" auf
• Hohe thermische Belastbarkeit
• Gute Witterungsbeständigkeit

Hier finden Sie unser Datenblatt zu TPU weiß(PDF Datei)

Anwendungsbereiche:

• Dämpfungselemente, wie Stoßdämpfer
• Faltenbälge
• Schuhsohlen
• Orthopädische Einlagen
• Protektoren
• Griffe (z.B. von Bohrmaschine)
• Flexible Bauteile wie Schlauchleitungen
• Dichtungen und Manschetten
• Weiche Verkleidungen
• Teile mit gummiartiger Oberfläche

Einsatzbereich und Vorteile von TPU

TPU ermöglicht zusammen mit dem Lasersinter Verfahren gerade in technischen Bereichen neue Wege zu gehen und Anwendungen zu realisieren, die bisher in dieser Form nicht möglich waren. TPU wird eingesetzt, wenn Eigenschaften von Elastomeren gefordert sind. Es können Anwendungen, die eine hohe Flexibilität oder Stoßdämpfungseigenschaften erfordern, entwickelt werden.

Der wohl größte Vorteil in Zusammenhang mit dem Lasersinter Verfahren ist, dass durch das Bauteildesign und den verwendeten Prozessparametern verschiedene Härtegrade erreicht werden können, sowie die Flexibilität und die Dämpfungseigenschaften selektiv, also zielgerichtet an bestimmten Regionen des Bauteils, gesteuert und angepasst werden können.

TPU Bauteile mit dem Lasersinter Verfahren hergestellt, besitzen zudem eine glatte Oberfläche, die sich zum Beispiel für das Herstellen von Schuhen und Verbraucher-Produkten sowie die Innenausstattung im Automobilbau eignet.

TPU eignet sich auch dazu, um zwei und dreidimensionale Dichtungen oder Stoßdämpfer zu fertigen, wobei eine hohe Zugfestigkeit und Flexibilität für eine lange Lebensdauer sorgen. Zusammen mit dem Lasersinter Verfahren können wir nun On-Demand Dichtungen oder Stoßdämpfer in kleinen bis mittleren Stückzahlen kostengünstig fertigen. Die Dichtungen können luft- und wasserdicht ausgeführt werden.

Unser Thermoplastisches Polyurethan ist speziell für das Lasersinter Verfahren optimiert, so dass eine gleichbleibende und hohe Qualität gewährleistet ist und es sich damit hervorragend für die Serienfertigung eignet! Durch eine hohe Reproduzierbarkeit können wir große Stückzahlen mit ausgezeichneter Qualität liefern.

Herstellung von Gitterstrukturen in TPU

Aufgrund der Flexibilität von TPU ist es sehr gut geeignet, um Gitterstrukturen zu drucken. Durch verschiedene Strukturen können unterschiedliche Stauchhärten erzeugt werden. Zellgröße, Strebendicke und Gestaltung der Elementarzelle beeinflussen die Stauchhärte.

Um eine gute mechanische Festigkeit zu erzeugen, sollte die Strebendicke 1,2mm nicht unterschreiten. Die Strebendicke sollte bei kleinen Elementarzellen dünner gewählt werden und bei großen Elementarzellen können Sie dicker konstruiert werden. Eine Strebendicke von 3mm sollte bei Gitterstrukturen nicht überschritten werden, da hier das Material bereits sehr steif ist. Elementarzellen kleiner 5x5x5mm können nur schwer oder gar nicht vom Pulver befreit werden, daher ist dies die Mindestgröße einer Zelle.

Durch die Gestaltung der Elementarzelle können unterschiedliche Bauteileigenschaften erzeugt werden. So können beispielswiese Zellen erzeugt werden, die nur in eine Raumrichtung nachgiebig sind und in die andere steif und unnachgiebig.

Fazit

Ob Bauteile für Autos oder elektronische Geräte, Schläuche oder Stoßdämpfer benötigt werden, mit unserem TPU  gibt es 1001 Möglichkeiten, Teile herzustellen. TPU zusammen mit dem Lasersinter Verfahren erweitert die Designspielräume und lässt grenzenlose Gestaltungsmöglichkeiten bei dreidimensionalen Objekten mit unterschiedlichsten Härte- Kombinationen zu.

Für weitere Fragen zu diesem Thema stehen wir Ihnen gern persönlich zur Verfügung oder informieren Sie sich anhand unserer zur Verfügung gestelltem Datenbatt.