Как выбрать твёрдость гибкого пластика и спроектировать изделие из TPU

Гибкий пластик покупают за три свойства: он гнётся и возвращает форму, держит удар и не боится масла. Но у новичков часто выходит не то, что задумано: деталь слишком жёсткая, слишком тянется или вообще не печатается. Причина почти всегда в выборе твёрдости и в конструкции.

Из чего выбирать

Основной материал — TPU, термопластичный полиуретан. Рядом стоит TPE, более мягкий и липкий в печати эластомер. Твёрдость указывают по шкале Шора A: чем выше число, тем жёстче.

Для заказов мы чаще предлагаем 95A: запас по прочности хороший, брака в печати меньше. Если нужна именно мягкость, дешевле и надёжнее сделать деталь тоньше или с ячеистой структурой, чем брать капризную нить.

Как форма меняет ощущение

Твёрдость по Шору — свойство материала, а гибкость детали складывается из формы:

• стенка 1,2 мм из 95A гнётся легко, стенка 6 мм из того же материала почти не сжимается;
• заполнение 10–15 % по типу гироид даёт заметно более мягкую деталь, чем 100 %;
• рёбра и прорези добавляют податливости в нужном направлении;
• уплотнительные прокладки обычно делают толщиной 1,5–3 мм: тоньше рвутся при затяжке, толще не прижимаются.

Прежде чем печатать серию, имеет смысл сделать одну пробную деталь и подержать в руках. Менять толщину стенки на 0,4 мм проще, чем искать другую нить.

Почему гибкий пластик печатать труднее

Нить мягкая, поэтому в подающем механизме она сминается и «гармошкой» застревает. Что с этим делают:

• печатают с экструдером прямой подачи, где путь нити короткий;
• держат скорость 20–40 мм/с, а у 85A ещё ниже;
• ставят температуру сопла около 220–240 °C, стол 40–60 °C;
• отключают или сильно уменьшают откаты, иначе нить сминается;
• сушат катушку при 50–60 °C несколько часов: влажный TPU шипит, пузырится и даёт нити на поверхности.

Из-за скорости деталь, которая из PETG печаталась бы час, из TPU занимает два-три часа. Это сразу отражается на цене.

Где гибкий пластик подходит

• Накладки и ножки для техники и мебели.
• Уплотнители и прокладки нестандартной формы.
• Бамперы и защитные кожухи для приборов.
• Виброопоры под моторы и вентиляторы.
• Заглушки и колпачки на трубы, винты, торцы.
• Подошвы, вставки и стельки; об этом подробно в статье про вставки из TPU.

Где лучше не использовать

TPU держит температуру примерно до 80–100 °C и размягчается при нагреве. Для горячих узлов двигателя, пищевого контакта без сертификата и герметичных соединений под давлением нужен другой материал: литьё из силикона, резина, иногда нейлон. Если не уверены, опишите условия работы (температура, среда, нагрузка) — подскажем, подойдёт ли печать.

Как прислать задачу

Подойдёт модель в STL или STEP, чертёж, фото или сам образец. Расскажите, как деталь должна вести себя: сжиматься, растягиваться, пружинить. Этого достаточно, чтобы выбрать твёрдость и предложить толщину стенки.

Что входит в цену

Гибкая печать дороже жёсткой. Нить TPU стоит заметно больше PLA, а время печати вырастает в два-три раза из-за малой скорости. При этом сам расход пластика невелик: прокладка 60×60 мм толщиной 2 мм весит около 9 г. Основную часть цены составляют время принтера, настройка и подготовка модели, поэтому одна штука стоит от 500 ₽, а в серии цена за штуку падает.

Пробная деталь перед серией

Если нужно больше десяти одинаковых изделий, сначала печатают один экземпляр и проверяют его в работе: ставят на место, сжимают, растягивают, оставляют на сутки под нагрузкой. После этого корректируют толщину стенки, твёрдость или заполнение и запускают серию. Такая проверка занимает день и экономит повторную печать всей партии.

Про виды гибких нитей и то, что из них печатают, — в статье «Гибкий пластик для 3D-печати».

Если нужно сделать

Печатаем гибкие детали по чертежу, STL или образцу: одну штуку для ремонта или серию. Оформить заказ можно на странице детали на заказ, подробности о нити — в разделе про TPU, ориентиры по стоимости — в калькуляторе.