TPU چیست؟
هر آنچه که باید در مورد این ماده انعطاف‌پذیر بدانید؛
مقدمه
این روزها، فناوری ساخت افزایشی با فهرست گسترده‌ای از مواد پرینت سه بعدی همراه شده است که بنا بر این امر، امکان ورود این فناوری به کاربردهای جدید نیز بیشتر می‌شود. حال دیگر، حتی فنی‌ترین کاربردهای دنیا هم می‌توانند کمال استفاده را از ساخت افزایشی داشته باشند. در این گفتار، قصد داریم به سراغ یکی از این مواد پرینت سه بعدی برویم که انعطاف‌پذیری فوق‌العاده‌ای دارد: یعنی ماده TPU.
TPU چه نوع ماده‌ای است و چگونه در ساخت افزایشی به کار می‌رود؟ در کجا کاربرد دارد و چه فرصتی در اختیار کسب و کار شما می‌گذارد؟ در ادامه خواهیم دید که خدمات پرینت سه بعدی اسکالپ‌تئو[۱] چگونه می‌تواند امکان پرینت سه بعدی قطعات انعطاف‌پذیر را برای شما فراهم کند.
TPU چه نوع ماده‌ای است؟
TPU مخفف ترموپلاستیک پلی‌اورتان است، یک پلیمر مهندسی‌شده با عملکرد بالا. این ماده با انعطاف‌پذیری و مقاومتی که دارد شناخته می‌شود. ترموپلاستیک TPU با داشتن ویژگی‌هایی منحصربه‌فرد، فرصت‌های مختلفی را در اختیار طراحان، مهندسان و تولیدکنندگان قرار می‌دهد.
ما این ماده را مطابق استانداردهای کیفی صنعت می‌سازیم و علاوه بر انعطاف‌پذیری، دارای تطبیقپذیری و خواص مکانیکی فوق‌العاده‌ای نیز است. از آن می‌توان برای ساخت قطعات کاربردی قوی و بادوام استفاده کرد؛ همچنین اگر با مواد الاستومر ترموپلاستیک همراه باشد، کیفیت سطح عالی و جزئیات بسیار خوبی نیز حاصل خواهد شد.
مواد ترموپلاستیک پلی‌اورتان برای کاربردهای بسیار متنوعی استفاده می‌شوند و ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن‌ها سبب می‌شود برای تولید سریالی مناسب باشند. برای ساخت آن دسته از قطعاتی که باید دارای ویژگی‌های مشبک‌های انعطاف‌پذیر و شبه‌لاستیک باشند، می‌توانید از پرینت سه بعدی این ماده استفاده کنید.
آیا به ماده‌ای با انعطاف‌پذیری بالا نیاز دارید؟ و آیا در پروژه خود به دنبال خواص شبه‌لاستیک یا قابلیت‌های جذب ضربه و قوه ارتجاعی هستید؟ این ماده پرینت سه بعدی با ۶۳% انعطاف‌پذیری بازگشتی شما را شگفت‌زده خواهد کرد.
TPU در پرینت سه بعدی
ماده‌ای با توانایی‌های بی‌شمار
استفاده از TPU در پرینت سه بعدی چه مزایایی به همراه دارد؟
با ترکیب مزایای پرینت سه بعدی و TPU، می‌توانید فرصت‌های جدیدی را در کسب و کار خود به وجود بیاورید. با این کار، چه در فرآیند تولید و چه در محصولات خود، انعطاف‌پذیری داشته باشید!
- ساخت نمونه‌های اولیه انعطاف‌پذیر
ساخت افزایشی روش کارآمدی برای نمونه‌سازی به شمار می‌آید. در این روش شما به هیچ‌گونه مدل‌سازی نیاز نخواهید داشت؛ کافی است یک مدل سه بعدی از پروژه خود ایجاد کنید و سپس آن را به صورت سه بعدی پرینت کنید. این روش برای زمانی است که بخواهید نسخه‌های متفاوتی را از یک محصول توسعه دهید.
ساخت افزایشی یک روش سریع است و نمونه‌های اولیه شما را بلافاصله تولید می‌کند. بدیهی است که در زمان اداره کسب‌و‌کار و توسعه این پروژه، این موضوه از اهمیت خاصی برخوردار است. حرف از زمان که باشد، یعنی حرف از پول است، به ویژه اگر به ساخت نمونه اولیه مربوط باشد. با این روش می‌توانید راه‌حل‌های طراحی جدید را هر چه سریع‌تر تست کنید. هرچقدر که راه‌حل‌های جدید طراحی را سریع‌تر آزمایش کنید، در مدت زمان کمتری می‌توانید به طراحی مطلوب دست پیدا کنید تا بعد از آن به سمت فرآیند تولید محصول نهایی خود گام بردارید. با استفاده از مواد پیشرفته همچون TPU، می‌توانید نمونه‌های اولیه خود را کاربردی و صلب بسازید و همچنین به آن‌ها خواص جدید ببخشید.
- تولید
پرینت سه بعدی برای تولید در حجم کم، یک روش مقرون به‌صرفه است؛ اما این فناوری پیشرفته حتی به تولید سریالی هم جذابیت بیشتری بخشیده است. با توسعه مواد فنی جدید مانند TPU، حال تولید به یکی از کاربردهای اصلی ساخت افزایشی تبدیل شده است.
مزایای تولید به روش پرینت سه بعدی را در نظر بگیرید و سپس در زنجیره تولید خود بازنگری کنید. قطعات انعطاف‌پذیر را برحسب تقاضا تولید کنید و خواهید دید که موجودی انبار دیجیتال شما به سرعت رشد می‌کند. دیگر نیازی نیست تعدادی قطعه را از قبل در انبار ذخیره کنید؛ با استفاده از ساخت افزایشی می‌توانید دقیقا به تعداد مورد نیاز تولید کنید و هر زمان که نیاز داشتید، از آن‌ها استفاده کنید.
- سفارشی‌سازی انبوه
اگر از ساخت افزایشی استفاده کنید، خواهید دید که سفارشی‌سازی انبوه نیز به یک فرآیند آسان تبدیل می‌شود. در واقع، از آنجایی که سفارشی‌سازی با روش‌هایی مانند تزریق قالب دشوار و پرهزینه است، فناوری پرینت سه بعدی یک روش آسان و مقرون به صرفه واقع می‌شود.
در بخش‌هایی از صنعت، ساخت محصولات اقتباسی یک نکته کلیدی به حساب می‌آید. پرینت سه بعدی با TUP، راه‌حل مناسبی برای ساخت قطعات انعطاف‌پذیر است. ارائه محصولات سفارشی و فرصتی برای کسب این تجربه به مشتریان، یک مزیت رقابتی برای کسب و کار شما خواهد بود.
- آزادی در طراحی
پرینت سه بعدی از منظر طراحی یک روش تولید کامل است، چرا که دست شما را در طراحی باز می‌گذارد. یک مزیت بزرگ ساخت افزایشی در این است که می‌توانید هندسه‌های پیچیده و طرح‌های چالش‌برانگیزی خلق کنید، چیزهایی که امکان ساخت آن‌ها با استفاده از روش‌های تولید سنتی وجود ندارد. طراحی جذاب ساختار سبب می‌شود قطعات برای کاربردهای متنوعی در بخش‌های مختلف، از صنعت خودرو گرفته تا کفش، به صورت سه بعدی پرینت شوند. با استفاده از TPU در پرینت سه بعدی می‌توانید به نواحی و ضخامت‌های مختلف قطعه میزان انعطاف‌پذیری متفاوتی ببخشید. به واسطه این امر، امکان تولید قطعات سبک‌تر فراهم می‌شود؛ سبکی نیز در بخش‌هایی از صنعت مانند خودروسازی و هوانوردی اهمیت زیادی دارد و موجب عملکرد بهتر می‌شود.
TPU همچنین برای تولید ساختارهای مشبک انعطاف‌پذیر و پیچیده نیز بسیار مناسب است که یک نمونه از آن شامل توسعه اجزای کفش مانند کفی‌های میانی ارتوپدی می‌شود. به علاوه، برای کاهش وزن محصول خود می‌توانید از این ساختارها استفاده کنید. زیرا همانطور که پیش‌تر هم اشاره کردیم، سبک سازی در برخی کاربردها یک امر ضروری است.
استفاده از خدمات آنلاین پرینت سه بعدی برای تولید قطعات TPU
پیاده‌سازی پرینت سه بعدی در یک فرآیند موجود کار راحتی نیست. پرینترهای سه بعدی حرفه‌ای و با کیفیت نیز گران‌قیمت هستند، کما اینکه به اپراتورهای باتجربه نیاز دارند. تخصص ما در اسکالپ‌تئو، شامل ساخت افزایشی صنعتی می‌شود و می‌توانیم تولید شما را مقیاس‌گذاری کنیم. آیا مایل هستید TPU را امتحان کنید؟ خدمات پرینت سه بعدی اسکالپ تئو این فرصت را در اختیار شما قرار می‌دهد تا قطعات خود را با TPU پرینت کنید.
ماده Ultrasint® TPU01: این ماده توسط BASF توسعه یافته است و قطعاتی به رنگ خاکستری تولید می‌کند. برای پرینت این نوع TPU از فناوری ذوب مولتی جت استفاده می‌شود. ماده‌ای که HP توسعه داده است، قوه ارتجاعی بالایی دارد و مانایی فشار در آن کم است؛ همچنین در برابر خستگی رفتار مطلوبی از خود نشان می‌دهد و به خوبی با تولید سریالی انطباق پیدا می‌کند. قطعه شما باید حداکثر در اندازه‌های ۳۰۰۳۰۰۳۰۰ میلی‌متر و ضخامت دیواره نیز حداقل ۰.۸ میلی‌متر باشد.
ماده Ultrasin® TPU 88A: این ماده با فناوری زینترینگ لیزری انتخابی (SLS) پرینت می‌شود و قطعاتی به رنگ سفید تولید می‌کند. از آنجایی که روش تولید، SLS است، قطعات پس از شکل‌گیری از مقاومت خوبی برخوردار خواهند بود و در برابر تابش اشعه UV نیز پایدار هستند. اگر در پروژه خود باید از یک الاستومر استفاده کنید، پرینت TPU با فناوری SLS مزایای فراوانی برای شما خواهد داشت. قطعه شما باید حداکثر در اندازه‌های ۲۷۰۲۷۰۳۰۰ میلی‌متر و ضخامت دیواره نیز حداقل ۰.۸ میلی‌متر باشد.
قطعاتی که با TPU پرینت سه بعدی می‌شوند، در چه زمینه‌هایی کاربرد دارند؟
TPU مقاوم و انعطاف‌پذیر است، از این رو برای کاربردهای مختلفی از آن استفاده می‌شود. خلق ساختارهای نوآورانه و دست‌یابی به نتایج هیجان‌انگیز از ویژگی‌های کار با این ماده است. قطعاتی که با این مواد پلاستیکی ساخته می‌شوند، منعطف، قوی و بادوام هستند. اگر به دنبال ماده‌ای هستید که بعد از پرینت سه بعدی قطعه، دارای ویژگی‌های جذب ضربه، کشسانی بالا و برگشت انرژی باشد، TPU ماده مطلوب شما است.
بخش خودروسازی
در سال‌های اخیر، تعداد زیادی مواد سه بعدی با عملکرد بالا و کارآمد به بازار پرینت سه بعدی معرفی شده‌اند. این مواد از ویژگی‌های جدیدی برخوردار هستند که تا پیش از این اغلب در مواد تزریق پلاستیک دیده می‌شد. حال این مواد جدید می‌توانند نیازهای صنایعی مانند بخش خودروسازی را برآورده کنند. TPU انعطاف‌پذیر است، بنابراین می‌توان از آن در صنعت خودروسازی برای تولید اجزای داخلی خودرو استفاد کرد. همچنین، در ساخت پوشش‌های فیلتر هوا، گیمبال دمنده و یا هر بخش مقاوم و انعطاف‌پذیر دیگری که در توسعه خودرو نیاز باشد، TPU قابل استفاده خواهد بود.
کاربردهای صنعتی
TPU یک پلاستیک قوی و مقاوم به سایش است و می‌تواند به صورت سه بعدی پرینت شود که در تولید اجزایی مانند ابزارها و لوله‌های صنعتی قابل استفاده خواهد بود. همچنین، این ماده اصطکاک زیادی دارد که به گیره‌های پرینت سه بعدی اجازه عمل می‌دهد. همه مزایای گفته شده در کاربردهای صنعتی و روباتیک نیز صدق می‌کنند. شاید قطعاتی که با TPU ساخته می‌شوند انعطاف‌پذیر باشند، اما در برابر ضربه، تنش و خستگی بسیار مقاوم هستند.
ممکن است نیاز پیدا کنید قطعات انعطاف‌پذیری را که پرینت سه بعدی کرده‌اید، بعدها به قطعات دیگر متصل کنید. شکی در این نیست که می‌توانید چندین جزء مختلف را به هم بچسبانید؛ اما با طراحی قطعات یکپارچه می‌توانید مدت زمان مونتاژ را کاهش دهید.
کفش
به دلیل کیفیت مطلوب، انعطاف‌پذیری بالا، جذب ضربه، و قوه ارتجاعی، از TPU می‌توان در تولید کفش و مدل‌های ارتوپدی استفاده کرد. با این حساب، حتی بخش‌هایی از یک کفش دوندگی مانند زیره میانی آن را هم می‌توان با فناوری پرینت سه بعدی تولید کرد.
بسیاری از تولیدکنندگان بزرگ کفش نیز از ساخت افزایشی استفاده می‌کنند. تا کنون برندهایی مانند آدیداس، نایکی، نیو بالانس و آندرآرمور، برخی کفش‌های ورزشی خود را با پرینت سه بعدی تولید کرده‌اند. در اینجاست که مزیت سفارشی‌سازی این فناوری به چشم می‌آید. این موضوع همچنین گواه این مدعاست که چرا پرینت سه بعدی می‌تواند برای توسعه کفه‌های سفارشی ارتوپدی نیز مناسب باشد.
تجهیزات ورزشی و لوازم محافظتی
نقش ساخت افزایشی در زمینه‌های ورزشی روز به روز بیشتر می‌شود. مهم‌ترین دلیل آن هم چیزی نیست جز امکان سفارشی‌سازی انبوه. فناوری پرینت سه بعدی، روش ایده‌آلی برای تولید آیتم‌های سفارشی است که مزیت بزرگی برای ورزشکاران به حساب می‌آید.
ورزشکاران باید بهترین تجهیزات را در اختیار داشته باشند تا تمرکز خود را تنها روی عملکرد گذاشته و بهترین آن را ارائه دهند. با استفاده از این روش، وسایل محافظتی و کفه‌های کفش منطبق با مورفولوژی ورزشکار ساخته می‌شوند تا بالاترین ایمنی ممکن را برای او تضمین کنند.
پروژه‌های مُد
بخش مد هم درحال استفاده از حداکثر مزایای ساخت افزایشی و مواد پیشرفته‌ای مثل TPU است. با استفاده از این ترموپلاستیک انعطاف‌پذیر می‌توان لباس‌هایی پرینت کرد که با حرکات بدن سازگار باشند.
به علاوه، با پرینت سه بعدی امکان خلق طرح‌های پیچیده وجود دارد و آنچه که تولید می‌شود نیز همانند پوشاک سنتی قابل پوشیدن است. همچنین، تماس این نوع TPU با پوست هیچ مشکلی نخواهد داشت.
[۱] Sculpteo’s 3D printing service
