Filament TPU pour l’impression 3D – Aperçu des utilisations et des propriétés

Le filament TPU, un matériau polyvalent pour l’impression 3D ? Avantages et inconvénients, propriétés, réglages de l’imprimante et bien plus encore – tu obtiendras ici un aperçu de tout ce que le TPU permet de faire et où l’élastomère thermoplastique est utilisé.

Qu’est-ce que le filament TPU ?

Pour l’impression 3D, tu peux utiliser différents matériaux d’impression, comme le filament TPU. Si tu souhaites obtenir des informations précises sur ce plastique composite, n’hésite pas à consulter l’article de threedom « Qu’est-ce que le filament ».

Lorsque nous parlons de filament TPU, nous faisons référence à un élastomère thermoplastique, un polyuréthane déformable sans modification chimique. Le TPU est traduit de l’anglais par polyuréthane thermoplastique. Ce plastique est caoutchouteux et donc élastique. C’est un aspect important si tu veux utiliser un heatbed (lit d’impression chauffant) pour imprimer, entre autres, des joints et des coques de smartphones. Les systèmes multiphases avec une phase dure thermoplastique et une phase molle élastomère en sont responsables. Pour comprendre précisément tous les processus jusqu’au résultat, des études de physique seraient appropriées. Mais avec le filament TPU, il est bien sûr possible de fabriquer des objets en 3D et de les déformer de manière flexible, même sans avoir étudié la physique.

Avantages du filament TPU

Il va de soi que le filament TPU est un plastique extensible, en raison de la flexibilité de son traitement. Le TPU peut être utilisé sans problème entre 220° et 250° de température d’impression. Néanmoins, tu dois savoir que la température varie quelque peu entre les offres des différents fabricants. En outre, il existe certaines limites à l’impression 3D qui influencent le traitement du TPU, notamment : la vitesse d’impression, la complexité de l’objet imprimé (plus il est grand, plus tu as besoin de matériau pour la stabilité) et le type d’imprimante. Le matériau polymère TPU proprement dit est sans doute la base la plus importante pour obtenir un résultat d’impression optimal. Comme pour tout produit, la règle est la même : La qualité est garante de la longévité.

Si tu souhaites utiliser du filament TPU pour ton projet, tu profiteras de sa bonne résistance aux intempéries, de sa grande stabilité aux UV et de sa grande résistance à la déchirure et à l’abrasion. Même après le traitement, le TPU résiste aux graisses et aux huiles ainsi qu’à certains solvants. Quelle que soit la couleur que tu choisis, profite également de la solidité des couleurs du polyuréthane thermoplastique !

Inconvénients – le TPU n’existe pas en or qui brille

Comme tout matériau d’impression, le filament TPU présente quelques inconvénients. Mais les inconvénients dépendent toujours du traitement proprement dit et des propres exigences de l’imprimeur.

Comme tu peux le voir dans le titre, le TPU n’existe pas en or brillant. Mais tu peux tout de même choisir entre les couleurs les plus courantes : noir, blanc, rouge et bleu. Certains fabricants en rajoutent une couche et font en sorte que le filament soit convaincant dans les couleurs RAL (notamment le jaune, le vert et le bronze). Si tu ne trouves pas ton bonheur dans la sélection, tu peux faire fabriquer le matériel d’impression dans ta couleur personnelle à partir de la palette RAL, moyennant un supplément.

Même si le filament TPU peut être utilisé pour des produits d’impression 3D polyvalents, le polyuréthane thermoplastique n’est pas de qualité alimentaire.

Un autre inconvénient est le prix du filament TPU. Contrairement aux filaments PLA, ABS ou PETG, tu dois payer plus cher pour le TPU. En partant de la couleur blanche de base, tu devrais compter entre 20 euros (bobine de 500 g) et 32 euros (bobine de 1000 g). Il n’y a jamais de limite vers le haut, même en termes de prix.

Ce que nous ne devons jamais oublier, c’est l’impact environnemental ou la durabilité de nos produits 3D. Même si la recherche a déjà fait de grands bonds en avant ces dernières années, le filament TPU ne peut pas convaincre avec cela.

Exemples d’applications – Dans quels cas le TPU peut-il être utilisé ?

En raison de ses avantages, le filament TPU offre de nombreuses possibilités d’utilisation dans l’impression 3D. Ainsi, différents secteurs profitent de ce matériau d’impression flexible, qui est en outre résistant à l’usure et à la traction.

Le TPU est particulièrement adapté :

• pour les joints tridimensionnels,
• pour des articulations et des connexions flexibles,
• comme élément d’amortissement et de rembourrage.

Le TPU est souvent utilisé dans le secteur du sport. Le plastique est dermatologiquement sans danger et convient à la fabrication de bracelets de fitness, de protections et de joints sur les appareils de fitness, les aides à l’entraînement et les appareils aquatiques. Tu es un sportif ? Alors tu connais les exigences élevées en matière de chaussures de sport. Le TPU est particulièrement adapté à sa fabrication. En effet, le plastique résiste notamment à l’eau et aux basses températures.

Les ingénieurs de l’aérospatiale ont découvert le filament TPU pour leur travail. Ils transforment des tableaux de bord et des capteurs en élastomère thermoplastique – une bonne base pour une aérospatiale sûre. Les mêmes domaines sont exploités par l’industrie automobile. Les véhicules sont équipés de leviers, de capteurs et de tableaux de bord en TPU, entre autres.

Avec quels paramètres le TPU est-il imprimé ?

Pour l’impression 3D avec du TPU, il convient de procéder à quelques réglages. Ces réglages ne sont toutefois qu’une indication générale, car la qualité du polyuréthane thermoplastique joue un rôle décisif :

• vitesse d’impression lente (entre 15 et 20 mm/s)
• si nécessaire, augmenter légèrement le facteur d’extrusion afin de garantir une liaison optimale des couches et des périmètres
• Désactiver la rétraction sur l’imprimante 3D pour éviter les étirements et les compressions dans la buse.

Une condition importante pour l’impression du TPU est de disposer d’un système d’extrusion approprié, capable de résister à la température maximale de 250°.

À quoi faut-il faire attention lors de l’impression du TPU ?

Avant de commencer l’impression finale du TPU, il est indispensable de réaliser des épreuves. Le matériau d’impression varie d’un fabricant à l’autre, tu devrais donc essayer le réglage de température approprié pour ton projet. Il est utile d’essayer les épreuves à partir de 220° en montant jusqu’à 250°. Même si un lit d’impression chauffé (heatbed) n’est pas une condition préalable, son utilisation jusqu’à 60° maximum peut garantir un résultat d’impression optimal.

Chaque extrémité de l’impression 3D profite de la flexibilité du filament TPU. L’utilisation d’un faible Infillen est responsable. S’il s’agit d’objets plus rigides, l’augmentation de l’Infillest correcte.

Pour que tu puisses profiter à tout moment de la meilleure qualité de ton filament TPU pour l’impression, tu dois veiller à le stocker à l’abri de l’eau et de l’humidité. Les sacs de mise sous vide ou les récipients avec couvercle conviennent à cet effet.

Le TPU est-il adapté aux débutants ?

Il est difficile de répondre de manière générale à la question de la convivialité pour les débutants. En effet, aucun maître n’est encore tombé du ciel et l’impression 3D présente quelques obstacles pour certains projets. Néanmoins, on peut dire que l’impression de TPU est conviviale pour les débutants, si les conditions sont réunies. Ainsi, il faut l’imprimante 3D appropriée, capable de traiter le filament TPU de manière optimale. En outre, les conditions et les attitudes mentionnées ci-dessus sont déterminantes, de même que la connaissance de la transformation du TPU. Et enfin et surtout : ta motivation et un peu de patience pour réaliser le projet que tu souhaites.

Le TPU peut-il être collé ?

Oui, le TPU peut être collé. Le plastique résiste aux rayures et aux coupures. Il y a quand même un petit bémol. Le plastique flexible est difficile à usiner, de sorte que l’utilisation de colle est judicieuse pour obtenir un résultat d’objet. Le collage fonctionne le mieux avec de la colle cyanoacrylate ; une colle instantanée transparente.

Pour le collage, les surfaces à coller doivent être sèches, exemptes de poussière et de graisse. Ils doivent également être parfaitement adaptés les uns aux autres. La colle est plus efficace lorsqu’elle est appliquée en fine couche. Le principe est le suivant : plus le film adhésif est fin, plus l’effet est fort.

Est-il possible de retravailler le filament TPU ?

L’objet est imprimé, mais il a encore besoin d’une touche finale pour obtenir une surface d’aspect uniforme ? Avec la bonne technique, le tuning se fait en quelques étapes.

Nous n’usinons plus la surface du TPU, mais nous utilisons nos possibilités de ponçage manuel et mécanique. Le ponçage peut réduire la rugosité de la surface et contribuer à un toucher agréable. Néanmoins, tu dois poncer avec précaution ; aborde toujours l’objet imprimé avec des « gants de velours ». En effet, les processus de ponçage génèrent de la chaleur par frottement et, inversement, l’objet se déforme. Pour le ponçage, utilise du papier abrasif, un Dremel avec des embouts ainsi que des vêtements de protection tels que des lunettes et un masque respiratoire !

Toute personne travaillant avec des imprimantes 3D possède déjà une bonne imagination. Enfin, avant l’impression, l’objet doit déjà « apparaître » clairement devant les yeux. Pourtant, les choses ne se passent parfois pas comme prévu et un peu de couleur peut faire des miracles. Un objet avec TPU peut être mis en scène avec de la peinture et du vernis. Pour cela, la peinture acrylique et le vernis en spray sont les meilleures variantes. Pour le tuning en couleur, tu as également besoin de vêtements de protection avec des lunettes et un masque respiratoire, ainsi que d’un spray adhésif pour les pièces en plastique en plus de la peinture et du vernis.

Quelle est la différence entre le TPU et le TPE ?

Si tu cherches des informations sur le TPU, tu tomberas presque automatiquement sur le TPE. TPE est la catégorie principale « élastomère thermoplastique » ; TPU est un groupe principal associé et représente le polyuréthane thermoplastique. Ce ne sont pas seulement les noms qui diffèrent, mais aussi leurs domaines d’application dans l’impression 3D.

Le TPE est principalement utilisé dans l’industrie automobile et médicale et se distingue par une combinaison de caoutchouc et de plastique. On trouve également le TPE dans le secteur de l’électronique, par exemple sous forme de gaines de câbles. Le secteur du sport mise notamment sur les tapis de yoga en TPE, qui sont exempts de PVC et d’autres plastifiants toxiques. Le matériau d’impression caoutchouteux est disponible dans de nombreuses couleurs, a une dureté moindre et possède une résistance modérée aux produits chimiques.

Le TPU, quant à lui, est utilisé entre autres pour les coques de téléphones portables, les semelles de chaussures, les articles de sport (lunettes de protection et palmes) et le tableau de bord des voitures. Le plastique caoutchouteux à dur peut avoir une surface lisse ou rugueuse et est un matériau d’impression particulièrement flexible. Le choix de couleurs du TPU est plutôt limité. Le TPU a une dureté et une résistance à l’abrasion élevées.