२०२३ सर्वात लवचिक ३डी प्रिंटिंग मटेरियल-टीपीयू

तुम्हाला कधी प्रश्न पडला आहे का की 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञान का लोकप्रिय होत आहे आणि जुन्या पारंपरिक उत्पादन तंत्रज्ञानाची जागा का घेत आहे?

हा बदल का होत आहे याची कारणे तुम्ही जर सूचीबद्ध करायला गेलात, तर त्या यादीची सुरुवात हमखास कस्टमायझेशनने होईल. लोक पर्सनलायझेशनच्या शोधात आहेत. त्यांना स्टँडर्डायझेशनमध्ये कमी रस आहे.

आणि लोकांच्या वर्तनातील या बदलामुळे आणि सानुकूलित करून लोकांची वैयक्तिकरणाची गरज पूर्ण करण्याच्या 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञानाच्या क्षमतेमुळेच, ते पारंपारिकपणे मानकीकरणावर आधारित उत्पादन तंत्रज्ञानाची जागा घेऊ शकत आहे.

लोकांच्या वैयक्तिकरणाच्या शोधामागे लवचिकता हा एक छुपा घटक आहे. आणि बाजारात लवचिक ३डी प्रिंटिंग साहित्य उपलब्ध आहे, ज्यामुळे वापरकर्त्यांना अधिकाधिक लवचिक भाग आणि कार्यात्मक नमुने विकसित करता येतात, ही वस्तुस्थिती काही वापरकर्त्यांसाठी अत्यंत आनंदाची बाब आहे.

3D प्रिंटेड फॅशन आणि 3D प्रिंटेड कृत्रिम हात ही अशा अनुप्रयोगांची उदाहरणे आहेत, जिथे 3D प्रिंटिंगच्या लवचिकतेचे कौतुक केले पाहिजे.

रबर ३डी प्रिंटिंग हे एक असे क्षेत्र आहे जे अजूनही संशोधनाच्या टप्प्यात आहे आणि विकसित व्हायचे आहे. पण सध्या तरी, आपल्याकडे रबर ३डी प्रिंटिंग तंत्रज्ञान नाही; जोपर्यंत रबर पूर्णपणे प्रिंट करण्यायोग्य होत नाही, तोपर्यंत आपल्याला पर्यायी मार्गांचाच वापर करावा लागेल.

आणि संशोधनानुसार, रबराचे सर्वात जवळचे पर्याय थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्स या प्रकारात मोडतात. या लेखात आपण लवचिक पदार्थांच्या चार वेगवेगळ्या प्रकारांचा सखोल अभ्यास करणार आहोत.

या लवचिक 3D प्रिंटिंग मटेरियल्सना TPU, TPC, TPA आणि सॉफ्ट PLA अशी नावे आहेत. आपण सुरुवातीला तुम्हाला सर्वसाधारणपणे लवचिक 3D प्रिंटिंग मटेरियलबद्दल थोडक्यात माहिती देऊ.

सर्वात लवचिक फिलामेंट कोणता आहे?

तुमच्या पुढील 3D प्रिंटिंग प्रोजेक्टसाठी लवचिक फिलामेंट्स निवडल्याने तुमच्या प्रिंट्ससाठी विविध शक्यतांचे दालन खुले होईल.

तुम्ही तुमच्या फ्लेक्स फिलामेंटने विविध प्रकारच्या वस्तू प्रिंट करू शकता इतकेच नाही, तर तुमच्याकडे ड्युअल किंवा मल्टी-हेड एक्सट्रूडर असलेला प्रिंटर असल्यास, तुम्ही या मटेरियलचा वापर करून खूपच आश्चर्यकारक गोष्टी प्रिंट करू शकता.

तुमच्या प्रिंटरचा वापर करून भाग आणि कार्यात्मक नमुने जसे की मागणीनुसार बनवलेल्या चपला, स्ट्रेस बॉल-हेड्स किंवा साधे कंपन शोषक प्रिंट केले जाऊ शकतात.

जर तुम्ही तुमच्या वस्तूंच्या प्रिंटिंगमध्ये फ्लेक्सी फिलामेंटचा वापर करण्याचा दृढनिश्चय केला असेल, तर तुम्ही तुमच्या कल्पनांना वास्तवाच्या जवळ आणण्यात नक्कीच यशस्वी व्हाल.

आज या क्षेत्रात इतके पर्याय उपलब्ध असताना, या प्रिंटिंग मटेरियलच्या अनुपस्थितीत 3D प्रिंटिंगच्या क्षेत्रात किती काळ लोटला असेल याची कल्पना करणे कठीण आहे.

त्या काळी, वापरकर्त्यांसाठी लवचिक फिलामेंट्सने प्रिंट करणे हे एक मोठे डोकेदुखीचे काम होते. ही डोकेदुखी अनेक कारणांमुळे होती आणि त्या सर्वांमागे एक समान गोष्ट कारणीभूत होती, ती म्हणजे हे साहित्य खूप मऊ असते.

लवचिक ३डी प्रिंटिंग मटेरियलच्या मऊपणामुळे ते कोणत्याही प्रिंटरने प्रिंट करणे जोखमीचे होते, त्याऐवजी त्यासाठी खरोखरच विश्वासार्ह प्रिंटरची गरज होती.

त्या काळी बहुतेक प्रिंटर्सना 'पुशिंग स्ट्रिंग इफेक्ट'ची समस्या भेडसावत असे, त्यामुळे जेव्हा तुम्ही नोजलमधून कोणतीही दृढता नसलेली वस्तू ढकलत असत, तेव्हा ती वाकत असे, पिळवटत असे आणि प्रतिकार करत असे.

कोणत्याही प्रकारचे कापड शिवण्यासाठी सुईमध्ये धागा ओवण्याशी परिचित असलेल्या प्रत्येकाला ही घटना पटेल.

दाबण्याच्या परिणामाच्या समस्येव्यतिरिक्त, TPE सारख्या मऊ फिलामेंट्सचे उत्पादन करणे हे एक अत्यंत कठीण काम होते, विशेषतः चांगल्या टॉलरन्ससह.

जर तुम्ही कमी टॉलरन्सचा विचार करून उत्पादन सुरू केले, तर तुम्ही तयार केलेल्या फिलामेंटला खराब डिटेलिंग, जॅमिंग आणि एक्सट्रूजन प्रक्रियेतून जावे लागण्याची शक्यता आहे.

पण आता परिस्थिती बदलली आहे. सध्या, सॉफ्ट फिलामेंट्सची एक श्रेणी उपलब्ध आहे, त्यापैकी काहींमध्ये लवचिक गुणधर्म आणि विविध स्तरांची मऊपणासुद्धा आढळतो. सॉफ्ट पीएलए, टीपीयू आणि टीपीई ही त्यापैकी काही उदाहरणे आहेत.

शोअर हार्डनेस

हा एक सामान्य निकष आहे जो तुम्हाला फिलामेंट उत्पादकांकडून त्यांच्या 3D प्रिंटिंग मटेरियलच्या नावाबरोबर नमूद केलेला दिसू शकतो.

शोर कठीणता म्हणजे प्रत्येक पदार्थाची दाब सहन करण्याची क्षमता होय.

पूर्वीच्या काळी, जेव्हा कोणत्याही पदार्थाच्या कठीणपणाबद्दल बोलताना लोकांकडे कोणताही संदर्भ नव्हता, तेव्हा हे प्रमाण तयार करण्यात आले.

म्हणून, शोर कठीणपणाचा शोध लागण्यापूर्वी, लोकांना त्यांनी प्रयोग केलेल्या कोणत्याही पदार्थाचा कठीणपणा इतरांना समजावून सांगण्यासाठी एखादा आकडा सांगण्याऐवजी, स्वतःच्या अनुभवांचा वापर करावा लागत असे.

कार्यात्मक प्रोटोटाइपच्या भागाच्या निर्मितीसाठी कोणत्या मोल्ड मटेरियलची निवड करावी याचा विचार करताना, हा आकार एक महत्त्वाचा घटक ठरतो.

उदाहरणार्थ, जेव्हा तुम्हाला प्लास्टरच्या उभ्या बॅलेरिनाचा साचा बनवण्यासाठी दोन रबरांपैकी एक निवडायचा असेल, तेव्हा शोर हार्डनेसनुसार 70 A शोर हार्डनेस असलेला रबर हा 30 A शोर हार्डनेस असलेल्या रबरापेक्षा कमी उपयुक्त असतो.

साधारणपणे फिलामेंट्स हाताळताना तुम्हाला माहीत असेल की, लवचिक पदार्थाची शिफारस केलेली शोर हार्डनेस 100A ते 75A पर्यंत असते.

ज्यामध्ये, साहजिकच, 100A शोर कठीणता असलेले लवचिक 3D प्रिंटिंग मटेरियल 75A असलेल्या मटेरियलपेक्षा अधिक कठीण असेल.

फ्लेक्झिबल फिलामेंट खरेदी करताना कोणत्या गोष्टी विचारात घ्याव्यात?

केवळ लवचिकच नव्हे, तर कोणतेही फिलामेंट खरेदी करताना विविध घटकांचा विचार करावा लागतो.

तुम्ही अशा एका केंद्रबिंदूपासून सुरुवात केली पाहिजे जो तुमच्यासाठी सर्वात महत्त्वाचा आहे, जसे की कार्यात्मक प्रोटोटाइपचा एक आकर्षक भाग तयार करण्यासाठी लागणाऱ्या सामग्रीची गुणवत्ता.

मग तुम्ही पुरवठा साखळीतील विश्वासार्हतेचा विचार केला पाहिजे, म्हणजेच तुम्ही 3D प्रिंटिंगसाठी एकदा वापरत असलेले साहित्य सातत्याने उपलब्ध असले पाहिजे, अन्यथा, तुम्हाला 3D प्रिंटिंग साहित्याचा कोणताही मर्यादित साठा वापरावा लागेल.

या घटकांचा विचार केल्यानंतर, तुम्ही उच्च लवचिकता आणि रंगांच्या विविधतेचा विचार केला पाहिजे. कारण, प्रत्येक लवचिक ३डी प्रिंटिंग मटेरियल तुम्हाला हव्या असलेल्या रंगात उपलब्ध असेलच असे नाही.

या सर्व घटकांचा विचार केल्यानंतर, तुम्ही बाजारातील इतर कंपन्यांच्या तुलनेत कंपनीची ग्राहक सेवा आणि किंमत विचारात घेऊ शकता.

आता आपण लवचिक भाग किंवा कार्यात्मक प्रोटोटाइप प्रिंट करण्यासाठी निवडू शकता अशा काही सामग्रीची यादी पाहू.

लवचिक ३डी प्रिंटिंग साहित्यांची यादी

खाली नमूद केलेल्या सर्व पदार्थांमध्ये काही मूलभूत वैशिष्ट्ये आहेत, जसे की ते सर्व लवचिक आणि मऊ स्वरूपाचे आहेत. या पदार्थांमध्ये उत्कृष्ट थकवा-प्रतिरोध आणि चांगले विद्युत गुणधर्म आहेत.

त्यांच्यामध्ये कंपने शोषून घेण्याची आणि आघात सहन करण्याची विलक्षण क्षमता असते. हे पदार्थ रसायने आणि हवामानाला प्रतिकार करतात, तसेच ते फाटण्यास आणि झिजण्यासही चांगला प्रतिकार करतात.

ते सर्व पुनर्वापर करण्यायोग्य आहेत आणि त्यांच्यामध्ये धक्के शोषण्याची चांगली क्षमता आहे.

लवचिक ३डी प्रिंटिंग साहित्याने प्रिंटिंग करण्यासाठी प्रिंटरच्या पूर्व-आवश्यकता

या सामग्रीने छपाई करण्यापूर्वी, तुमच्या प्रिंटरवर काही मानक नियम सेट करणे आवश्यक आहे.

तुमच्या प्रिंटरच्या एक्सट्रूडरचे तापमान २१० ते २६० अंश सेल्सिअसच्या दरम्यान असावे, तर बेडचे तापमान सभोवतालच्या तापमानापासून ११० अंश सेल्सिअसपर्यंत असावे, हे तुम्ही प्रिंट करू इच्छित असलेल्या मटेरियलच्या ग्लास ट्रान्झिशन तापमानावर अवलंबून असते.

लवचिक सामग्री वापरून प्रिंट करताना शिफारस केलेला प्रिंट वेग कमीत कमी पाच मिलिमीटर प्रति सेकंद ते तीस मिलिमीटर प्रति सेकंद पर्यंत असू शकतो.

तुमच्या 3D प्रिंटरची एक्सट्रूडर सिस्टीम डायरेक्ट ड्राइव्ह असावी आणि तुम्ही तयार केलेल्या भागांच्या व कार्यात्मक प्रोटोटाइपच्या जलद पोस्ट-प्रोसेसिंगसाठी कूलिंग फॅन लावण्याची शिफारस केली जाते.

या सामग्रीने छपाई करताना येणाऱ्या अडचणी

अर्थात, पूर्वी वापरकर्त्यांना आलेल्या अडचणींच्या आधारावर, या सामग्रीने छपाई करण्यापूर्वी काही गोष्टींची काळजी घेणे आवश्यक आहे.

प्रिंटरच्या एक्सट्रूडरद्वारे थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमरची हाताळणी नीट होत नाही, असे मानले जाते.
ते ओलावा शोषून घेतात, त्यामुळे जर फिलामेंट व्यवस्थित साठवले नाही, तर तुमच्या प्रिंटचा आकार वाढण्याची शक्यता असते.
थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर जलद हालचालींना संवेदनशील असतात, त्यामुळे एक्सट्रूडरमधून ढकलल्यावर ते वाकण्याची शक्यता असते.

टीपीयू

टीपीयू (TPU) म्हणजे थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन. हे बाजारात खूप लोकप्रिय आहे, त्यामुळे फ्लेक्सिबल फिलामेंट्स खरेदी करताना, इतर फिलामेंट्सच्या तुलनेत तुम्हाला हेच मटेरियल वारंवार आढळण्याची शक्यता जास्त असते.

इतर फिलामेंट्सच्या तुलनेत अधिक दृढता आणि अधिक सहजपणे एक्सट्रूड होण्याची क्षमता असल्यामुळे हे बाजारात प्रसिद्ध आहे.

या पदार्थात चांगली ताकद आणि उच्च टिकाऊपणा आहे. याची लवचिकतेची श्रेणी सुमारे ६०० ते ७०० टक्के आहे.

या मटेरियलची शोर हार्डनेस 60 A ते 55 D पर्यंत आहे. याची प्रिंटेबिलिटी उत्कृष्ट असून ते अर्धपारदर्शक आहे.

नैसर्गिक ग्रीस आणि तेलांना असलेला त्याचा रासायनिक प्रतिकार, त्याला ३डी प्रिंटर्ससोबत वापरण्यासाठी अधिक योग्य बनवतो. या मटेरियलमध्ये उच्च घर्षण प्रतिरोधकता आहे.

टीपीयू (TPU) वापरून प्रिंटिंग करताना, तुमच्या प्रिंटरचे तापमान २१० ते २३० अंश सेल्सिअसच्या दरम्यान आणि बेडचे तापमान न तापवता ६० अंश सेल्सिअसच्या दरम्यान ठेवण्याची शिफारस केली जाते.

वर नमूद केल्याप्रमाणे प्रिंटचा वेग प्रति सेकंद पाच ते तीस मिलीमीटरच्या दरम्यान असावा, तर बेडला चिकटण्यासाठी कॅप्टन किंवा पेंटर्स टेप वापरण्याचा सल्ला दिला जातो.

एक्सट्रूडर डायरेक्ट ड्राइव्ह असावा आणि या प्रिंटरच्या किमान पहिल्या काही लेयर्ससाठी कूलिंग फॅन वापरण्याची शिफारस केलेली नाही.

टीपीसी

त्यांचे पूर्ण नाव थर्मोप्लास्टिक कोपॉलिएस्टर आहे. रासायनिक दृष्ट्या, ते पॉलिइथर एस्टर आहेत ज्यात लांब किंवा लहान साखळी ग्लायकॉल्सचा एकाआड एक यादृच्छिक लांबीचा क्रम असतो.

या भागाचे कठीण खंड हे लहान-साखळी एस्टर एकके आहेत, तर मऊ खंड सामान्यतः अ‍ॅलिफॅटिक पॉलीइथर आणि पॉलिस्टर ग्लायकॉल असतात.

हे लवचिक 3D प्रिंटिंग मटेरियल इंजिनिअरिंग ग्रेड मटेरियल मानले जात असल्यामुळे, ते तुम्हाला TPU इतके वारंवार पाहायला मिळणार नाही.

टीपीसीची घनता कमी असून त्याची लवचिक श्रेणी ३०० ते ३५० टक्के आहे. त्याची शोर कठीणता ४० ते ७२ डी पर्यंत असते.

टीपीसी रसायनांना चांगला प्रतिकार, उच्च सामर्थ्य, चांगली औष्णिक स्थिरता आणि तापमान प्रतिरोधकता दर्शवते.

टीपीसीने प्रिंट करताना, तापमान २२० ते २६० अंश सेल्सिअसच्या दरम्यान, बेडचे तापमान ९० ते ११० अंश सेल्सिअसच्या दरम्यान आणि प्रिंटचा वेग टीपीयू प्रमाणेच ठेवण्याचा सल्ला दिला जातो.

टीपीए

थर्मोप्लास्टिक पॉलियामाइड नावाचे टीपीई आणि नायलॉनचे रासायनिक कोपॉलिमर हे नायलॉनमुळे मिळणारा गुळगुळीत आणि चमकदार पोत आणि टीपीईचा एक वरदान असलेली लवचिकता यांचे मिश्रण आहे.

यात ३७० ते ४९७ टक्के इतकी उच्च लवचिकता आणि स्थितिस्थापकता असून, ७५ ते ६३ ए इतकी शोर कठोरता आहे.

हे अत्यंत टिकाऊ असून टीपीसीच्या (TPC) बरोबरीची छपाईक्षमता दर्शवते. यात चांगली उष्णता प्रतिरोधकता तसेच थरांचे चांगले आसंजन (layer adhesion) आहे.

हे मटेरियल प्रिंट करत असताना प्रिंटरच्या एक्सट्रूडरचे तापमान २२० ते २३० अंश सेल्सिअसच्या दरम्यान, तर बेडचे तापमान ३० ते ६० अंश सेल्सिअसच्या दरम्यान असले पाहिजे.

TPU आणि TPC प्रिंट करताना तुमच्या प्रिंटरचा प्रिंट वेग शिफारस केल्याप्रमाणेच असू शकतो.

प्रिंटरचे बेड अॅडेशन पीव्हीए आधारित असावे आणि एक्सट्रूडर सिस्टीम डायरेक्ट ड्राइव्ह तसेच बोडेन प्रकारची असू शकते.