NhựaTPU Là Gì? Khi Nào Nên Và Không Nên Sử Dụng Nhựa TPU-3D Thinking

Sử dụng nhựa TPU để bảo vệ

In các bộ phận chống va đập cho bất kỳ vật dụng nào có thể bị va chạm bằng TPU

Nhựa TPU rất phù hợp để tạo các chi tiết bảo vệ nhờ khả năng hấp thụ va đập và chống trầy xước tốt hơn nhiều vật liệu cứng. Điều này khiến nhựa TPU trở thành lựa chọn tự nhiên cho ốp điện thoại, giá đỡ AirTag, vỏ bảo vệ thiết bị điện tử, ống bọc dụng cụ, bộ phận chống va đập cho máy ảnh và miếng bảo vệ góc.

Một chiếc vỏ cứng có thể bị nứt hoặc truyền trực tiếp lực va đập vào vật thể bên trong. Ngược lại, nhựa TPU có thể hơi biến dạng và hấp thụ lực, giúp giảm tác động của va chạm. Vật liệu này cũng ít có khả năng bị mẻ ở các góc sau nhiều lần rơi hoặc va đập.

Các dự án bảo vệ phù hợp với nhựa TPU gồm:

• Ốp điện thoại
• Vỏ bảo vệ tai nghe không dây và đồng hồ thông minh
• Vỏ bọc dụng cụ
• Miếng bảo vệ cạnh
• Miếng bảo vệ góc
• Bộ phận chống va đập
• Miếng bảo vệ chống va chạm cho máy bay không người lái hoặc xe điều khiển từ xa

Sử dụng nhựa TPU để tăng độ bám

Tay nắm xe đạp địa hình được in 3D bằng TPU của Sgxbos, một nhà sản xuất linh kiện và phụ kiện xe đạp sau bán hàng

Bề mặt mềm và có độ bám của nhựa TPU rất hữu ích ở những vị trí mà chi tiết in cần tạo ma sát. Chân chống trượt, miếng bọc má kẹp ê-tô, ống bọc tay cầm, tay nắm xe đạp, nắp cần điều khiển và vòng giữ khăn đều là những ví dụ phù hợp.

Đây là một trong những ứng dụng thực tế và phổ biến nhất của nhựa TPU trong cuộc sống hằng ngày. Một miếng đệm nhựa TPU nhỏ có thể giúp thiết bị không bị trượt trên bàn. Một ống bọc nhựa TPU có thể giúp dụng cụ cầm nắm thoải mái hơn. Chân đế bằng nhựa TPU có thể giảm tiếng ồn và bảo vệ đồ nội thất.

Các chi tiết nhựa TPU tập trung vào khả năng tăng độ bám gồm:

• Chân cao su
• Miếng đệm chống trượt
• Ống bọc tay cầm
• Tay nắm xe đạp
• Nắp cần điều khiển
• Tay cầm dụng cụ
• Má kẹp ê-tô mềm
• Vòng giữ khăn

Sử dụng nhựa TPU cho gioăng, vòng đệm kín và bề mặt tiếp xúc mềm

Gioăng có thể bị thất lạc, hao mòn và đối với các linh kiện cũ, đôi khi gần như không thể tìm được loại thay thế. Bạn có thể tự in chúng

Nhựa TPU là một lựa chọn phù hợp cho gioăng, vòng đệm, nút bịt, nắp đậy và các bề mặt tiếp xúc mềm. Những chi tiết này không chỉ cần lắp vừa mà còn thường cần khả năng nén nhẹ.

Ví dụ, nắp lon bằng nhựa TPU có thể co giãn quanh miệng lon và giúp hạn chế chất lỏng bị tràn ra ngoài. Gioăng nhựa TPU có thể lấp đầy những khe hở nhỏ. Miếng đệm nhựa TPU mềm có thể đặt giữa hai chi tiết cứng mà không làm trầy xước cả hai.

Tuy nhiên, nhựa TPU không mặc nhiên an toàn khi tiếp xúc với thực phẩm, chống nước, kín khí hoặc tương thích với hóa chất. Những đặc tính này phụ thuộc vào loại sợi nhựa cụ thể, chất lượng bản in, độ liên kết giữa các lớp, độ hoàn thiện bề mặt và mục đích sử dụng. Với các ứng dụng liên quan đến thực phẩm, áp suất, nhiệt độ, hóa chất hoặc yêu cầu kín an toàn cao, hãy kiểm tra hướng dẫn của nhà sản xuất sợi nhựa và cân nhắc sử dụng dịch vụ in chuyên nghiệp.

Các chi tiết làm kín và giảm chấn phù hợp gồm:

• Gioăng
• Vòng đệm
• Miếng đệm mềm
• Nút bịt
• Nắp đậy
• Nắp lon nước
• Ống bọc chai
• Miếng đệm bảo vệ

Sử dụng nhựa TPU cho các sản phẩm đeo và phụ kiện

TPU mềm hơn rất phù hợp để tạo các sản phẩm đeo trên người

Nhựa TPU là một trong số ít các loại sợi nhựa phổ biến dành cho máy in 3D để bàn thực sự phù hợp với các sản phẩm đeo trên người. Dây đeo đồng hồ, vòng tay, các bộ phận của giày, đế giày, miếng đệm và túi mềm dẻo đều có thể tận dụng khả năng uốn cong theo chuyển động của cơ thể.

Giày dép là một ứng dụng đặc biệt thú vị của nhựa TPU. Các thiết kế sử dụng sợi nhựa mềm dẻo gần đây tận dụng cấu trúc dạng mạng, thành dạng lưới và đế có khả năng biến dạng để tạo ra giày, dép xỏ ngón, dép quai ngang và đế giày có khả năng giảm chấn và uốn cong. Những bản in này có thể mất nhiều thời gian và đòi hỏi khá cao, nhưng chúng cho thấy những khả năng mà sợi nhựa mềm dẻo có thể mang lại mà nhựa cứng không thể đáp ứng.

Các dự án sản phẩm đeo phù hợp với nhựa TPU gồm:

• Dây đeo đồng hồ
• Vòng tay
• Đế giày
• Đế giày dép
• Dép xỏ ngón và dép quai ngang
• Miếng đệm
• Nguyên mẫu dụng cụ chỉnh hình
• Túi mềm dẻo và ví

Sử dụng nhựa TPU để giảm rung và hấp thụ va đập

Chân hấp thụ rung động có nhiều ứng dụng thực tế

TPU rất hữu ích khi một chi tiết cần hấp thụ rung động hoặc chịu va đập lặp đi lặp lại. Điều này khiến vật liệu phù hợp với chân máy móc, bộ giảm chấn động cơ, giá đỡ mềm, vật liệu đệm và dụng cụ thể thao.

TPU cũng phù hợp với lốp xe điều khiển từ xa, bóng không cần bơm hơi, đầu gậy chống và các chi tiết tương tự thường xuyên bị nén, đàn hồi trở lại hoặc tiếp xúc tạo độ bám với bề mặt. TPU có thể chịu được dạng chuyển động này tốt hơn các vật liệu giòn.

Các ứng dụng giảm chấn và hấp thụ va đập phù hợp gồm:

• Bộ giảm chấn rung
• Chân máy móc
• Giá đỡ mềm
• Lốp xe điều khiển từ xa
• Bóng không cần bơm hơi
• Miếng đệm thể thao
• Đầu gậy chống
• Thiết bị bảo hộ

Khi nào không nên sử dụng TPU?

Giày dép bằng TPU khó in 3D hơn bạn nghĩ vì cần sử dụng loại TPU mềm hơn và đòi hỏi rất nhiều kiên nhẫn. Tuy nhiên, nếu làm chủ được quy trình, những lợi ích mà vật liệu này mang lại là rất đáng kể

TPU rất đa năng, nhưng không phải là lựa chọn nâng cấp phù hợp cho mọi trường hợp. Trong nhiều tình huống, đây lại là vật liệu không phù hợp.

Không nên sử dụng TPU cho các chi tiết kết cấu cứng

Nếu chi tiết cần giữ nguyên hình dạng khi chịu tải, TPU thường không phải lựa chọn phù hợp. Giá đỡ, đồ gá, bộ phận cố định, giá đỡ thiết bị, giá đỡ kệ hoặc các bộ phận của khung thường sẽ hoạt động tốt hơn khi được in bằng PETG, ABS, ASA, Nylon hoặc polycarbonate. TPU có thể rất bền, nhưng nó vẫn có khả năng uốn cong. Đó chính là đặc điểm của vật liệu này. Nếu sự biến dạng là một dạng hỏng hóc cần tránh, hãy chọn vật liệu cứng hơn.

Tuy nhiên, cũng có những biến thể TPU rất bền và cứng, chẳng hạn như TPU gia cường sợi carbon và các loại TPU có độ cứng Shore xuống đến 40D. Những vật liệu này có thể tạo ra các chi tiết bền, đồng thời có khả năng chống va đập, chịu nhiệt độ thấp, chống mài mòn và kháng hóa chất tốt.

Không nên sử dụng TPU cho các chi tiết cần độ sắc nét cao

TPU không phải lựa chọn lý tưởng cho mô hình thu nhỏ, mô hình trang trí, chữ nhỏ, cạnh sắc nét hoặc các chi tiết bề mặt tinh xảo. Độ mềm dẻo, xu hướng tạo sợi và tốc độ in chậm hơn khiến TPU khó tạo ra các chi tiết sạch và sắc nét như PLA hoặc in nhựa lỏng.

Đối với các mô hình trưng bày, PLA thường dễ in hơn và cho chi tiết sắc nét hơn. Với những chi tiết cực kỳ tinh xảo, in nhựa lỏng thường là lựa chọn phù hợp hơn.

Không nên sử dụng TPU khi cần in nhanh và dễ dàng

TPU có thể in tốt, nhưng thường đòi hỏi nhiều kiên nhẫn hơn PLA hoặc PETG. Sợi nhựa mềm dẻo có thể bị nén, kéo giãn, uốn cong hoặc bị bánh răng đùn nghiền trong quá trình cấp nhựa. Các loại TPU mềm hơn đặc biệt khó in.

Có những loại TPU “tốc độ cao” dành cho trường hợp cần tăng tốc độ in, nhưng chúng thường phải đánh đổi một phần độ mềm dẻo để đạt tốc độ cao hơn.

Nhiều máy in hiện đại sử dụng cơ cấu đùn trực tiếp có thể xử lý TPU tốt hơn đáng kể so với các máy đời cũ. Tuy vậy, bạn vẫn nên chuẩn bị cho tốc độ in chậm hơn, cần điều chỉnh thông số rút nhựa cẩn thận và thực hiện một số bước hiệu chỉnh.

Không nên sử dụng TPU cho các chi tiết cần nhiều vật liệu hỗ trợ

Vật liệu hỗ trợ bằng TPU có thể khó tháo vì vật liệu có xu hướng uốn cong thay vì tách ra một cách gọn gàng. Các phần nhô ra và cầu nối cũng khó xử lý hơn so với những loại sợi nhựa cứng.

Khi in TPU, hãy thiết kế chi tiết để hạn chế vật liệu hỗ trợ bất cứ khi nào có thể. Các cạnh bo tròn, vát mép, cụm chi tiết có thể tách rời, hướng in phẳng và thiết kế không cần vật liệu hỗ trợ sẽ giúp quá trình in dễ dàng hơn nhiều.

Không nên sử dụng TPU cho các ứng dụng nhiệt độ cao

TPU không phải lựa chọn hàng đầu cho những chi tiết cần chịu được nhiệt độ cao. Đối với môi trường nóng ngoài trời, khu vực khoang động cơ, thiết bị có nhiệt độ cao hoặc các chi tiết thường xuyên để trong ô tô, hãy cân nhắc ASA, Nylon, polycarbonate hoặc một loại vật liệu mềm dẻo chuyên dụng hơn tùy theo ứng dụng.

Không nên sử dụng TPU khi PLA mềm dẻo đã đáp ứng đủ yêu cầu

PLA mềm dẻo có thể dễ xử lý sau khi in hơn và phù hợp với các loại đồ chơi bán mềm dẻo đơn giản, chi tiết trang trí hoặc bản in chịu tải nhẹ. Tuy nhiên, nó không thể thay thế hoàn toàn TPU.

TPU thường là lựa chọn tốt hơn cho những chi tiết cần độ bền, khả năng chống mài mòn, chịu uốn lặp đi lặp lại hoặc sử dụng lâu dài.

Hãy sử dụng PLA mềm dẻo khi bạn chỉ cần một chút khả năng uốn cong và muốn giữ trải nghiệm in gần giống PLA thông thường. Hãy sử dụng TPU khi chi tiết cần có đặc tính giống cao su hơn.

Nên bắt đầu với loại TPU nào?

Giày bằng TPU

Đối với hầu hết người dùng, TPU 95A là lựa chọn tốt nhất để bắt đầu. Vật liệu đủ mềm dẻo để sử dụng cho nhiều chi tiết thực tế nhưng cũng đủ cứng để cấp nhựa ổn định hơn qua máy in 3D để bàn.

TPU mềm hơn, chẳng hạn như 85A trở xuống, cho cảm giác giống cao su hơn nhưng khó in hơn. Vật liệu có thể dễ bị uốn cong hoặc mắc kẹt trên đường dẫn sợi nhựa và có thể yêu cầu cơ cấu đùn trực tiếp với đường dẫn sợi nhựa được kiểm soát tốt. TPU cứng hơn, chẳng hạn như 98A hoặc 40D, dễ xử lý hơn và phù hợp với các chi tiết chức năng cần một chút độ đàn hồi nhưng không quá mềm.

Mềm hơn ← 70A | 75A | 80A | 85A | 90A | 92A | 95A | 97A | 98A | 40D | 50D | 60D | 70D → Cứng hơn

Một quy tắc đơn giản để lựa chọn:

• TPU 95A: lựa chọn tốt nhất cho người mới bắt đầu
• TPU 98A: cứng hơn, dễ in hơn, ít có cảm giác giống cao su hơn
• TPU 40D: bán cứng, chống va đập, giữ hình dạng tốt
• TPU 85A–90A: mềm hơn, giảm chấn tốt hơn nhưng khó in hơn
• TPE: rất mềm và có cảm giác giống cao su, thường khó in hơn
• TPC: phù hợp hơn khi cần khả năng chịu nhiệt, kháng hóa chất hoặc chống chịu thời tiết
• PEBA: hiệu suất cao, nhẹ, có độ đàn hồi tốt và chuyên dụng hơn
• PLA mềm dẻo: dễ in hơn nhưng kém bền và ít có cảm giác giống cao su hơn

Thực tế khi in TPU

Một trong những ứng dụng đơn giản, đã được kiểm chứng và cũng là lựa chọn tốt để bắt đầu in TPU là dây buộc cáp đơn giản

TPU hiện dễ in hơn trước, đặc biệt là trên các máy in sử dụng cơ cấu đùn trực tiếp đời mới, nhưng vật liệu này vẫn cần được thiết lập và hiệu chỉnh cẩn thận.

Tự in nhựa TPU hay sử dụng dịch vụ in?

Materialise cung cấp TPU 90A-01 thuộc dòng Ultrasint để sử dụng trên các máy in 3D công nghệ phun vật liệu đa tia

Tự in TPU tại nhà là lựa chọn hợp lý khi bạn cần các chi tiết nhỏ, nguyên mẫu, vỏ bảo vệ, miếng đệm, bộ phận chống va đập hoặc những chi tiết mềm dẻo đơn giản. Đây cũng là lựa chọn tốt nếu bạn sử dụng TPU 95A và máy in có cơ cấu đùn trực tiếp.

Sử dụng dịch vụ in TPU chuyên nghiệp sẽ phù hợp hơn khi chi tiết phức tạp, rất mềm, có yêu cầu an toàn cao, cần sản xuất số lượng lớn hoặc được sử dụng như một linh kiện hoàn thiện. Các dịch vụ này cũng cung cấp TPU thông qua những công nghệ in 3D khác như thiêu kết laser chọn lọc (SLS) hoặc phun vật liệu đa tia (MJF), có thể tạo ra các chi tiết bền và đồng nhất hơn so với phương pháp in FDM để bàn thông thường.

Nhựa TPU so với các vật liệu khác: so sánh nhanh

TPU mềm dẻo nhưng không phải lúc nào cũng cho độ chính xác cao khi in

• Chọn nhựa TPU nếu bạn cần độ mềm dẻo, độ bám hoặc khả năng bảo vệ khỏi va đập.
• Chọn PLA nếu bạn cần dễ in, chi tiết sắc nét hoặc các mô hình trang trí.
• Chọn PETG nếu bạn cần các chi tiết đa dụng bền hơn nhưng vẫn tương đối dễ in.
• Chọn ASA nếu bạn cần độ bền khi sử dụng ngoài trời và khả năng chống tia cực tím.
• Chọn Nylon nếu bạn cần các chi tiết kỹ thuật có độ bền và độ dai cao.
• Chọn PLA mềm dẻo nếu bạn chỉ cần một chút khả năng uốn cong và muốn có trải nghiệm in dễ dàng hơn.
• Chọn dịch vụ in chuyên nghiệp nếu bạn cần các chi tiết mềm dẻo chất lượng cao mà không muốn tự hiệu chỉnh máy in.

Vỏ bảo vệ iPod