فیلامنت TPE (الاستومر نرم و لاستیکی)
TPE یا الاستومر گرمانرم، نام یک خانواده است، نه یک متریال: TPU هم عضو همین خانواده است. آنچه در بازار «فیلامنت TPE» نامیده میشود معمولاً نرمتر و کش‌سان‌تر از TPU است؛ برای دستگیرهٔ نرم، پد ضدلغزش، ضربه‌گیر و قطعاتی که باید حس لاستیک بدهند. در این صفحه تفاوت واقعی TPE و TPU را با عدد میبینید. مادا تکنولوژی قطعات منعطف را با پرینت FDM تا ابعاد 470 × 470 × 470 میلی‌متر می‌سازد.
- 900 %ازدیاد طول تا شکست (85A)
- 85Aسختی شور
- 66 N/mmمقاومت پارگی (85A)
- 470 × 470 × 470حجم ساخت FDM مادا (میلی‌متر)
فیلامنت TPE چیست؟
TPE مخفف Thermoplastic Elastomer یا الاستومر گرمانرم است: خانواده‌ای از پلیمرها که مثل لاستیک کش می‌آیند و برمی‌گردند، اما برخلاف لاستیک پخته‌شده، با گرما ذوب و دوباره شکل داده میشوند. همین ویژگی چاپ آن‌ها با FDM را ممکن می‌کند.
این خانواده چند عضو اصلی دارد که شیمی و رفتار متفاوتی دارند؛ TPU رایج‌ترین آن‌ها در پرینت سه بعدی است. فیلامنتهایی که با نام «TPE» فروخته میشوند معمولاً بر پایهٔ SEBS یا TPU نرم‌اند و از TPU 95A نرمتر و کشسانترند، اما استحکام کمتری دارند. پیش از انتخاب، نوع پایهٔ پلیمر و سختی شور را در دیتاشیت ببینید.
- نوع
- خانوادهٔ الاستومرهای گرمانرم
- روش چاپ
- پرینت FDM با سرعت کم
- مزیت اصلی
- نرمی، کش‌سانی و حس لاستیکی
- محدودیت اصلی
- استحکام کم و دقت ابعادی محدود
اعضای خانوادهٔ TPE: TPU، SEBS و دیگران
| نوع | پایهٔ شیمیایی | ویژگی‌های رایج |
|---|---|---|
| TPU | پلی‌یورتان | مستحکم، مقاوم در برابر سایش و روغن؛ رایج‌ترین فیلامنت منعطف |
| TPS (SEBS) | استایرنی | بسیار نرم و کش‌سان، با جذب رطوبت کم؛ استحکام کمتر |
| TPC | کوپلی‌استر | سفت‌تر و چقرمه؛ معمولاً در مقیاس سختی D |
| TPO و TPV | اولفینی | رایج در قطعات قالب‌گیری صنعتی، مانند نوارهای آببندی خودرو |
برای همین، دو فیلامنت که هر دو «TPE» نام دارند ممکن است رفتار بسیار متفاوتی داشته باشند. در مادا تکنولوژی، نوع و سختی متریال منعطف هر قطعه بر اساس کاربرد آن انتخاب و هنگام سفارش اعلام میشود.
خواص فنی فیلامنت TPE
| خاصیت | TPE 85A | TPE 95A |
|---|---|---|
| سختی شور | 85A | 95A |
| استحکام کششی نهایی | 6 MPa | 11 MPa |
| مدول کششی | 19 MPa | 93 MPa |
| ازدیاد طول تا شکست | 900 % | 780 % |
| مقاومت پارگی | 66 N/mm | 97 N/mm |
| مجموعهٔ فشاری | 45 % | — |
مقادیر طبق دیتاشیت رسمی یک سازندهٔ فیلامنت TPE بر پایهٔ SEBS (روش‌های ASTM، نمونه‌های چاپی در صفحهٔ لایه‌ها؛ سختی روی نمونهٔ قالبگیریشده) است. دمای ذوب گرید 85A حدود 163 درجه و چگالی آن حدود 1.06 گرم بر سانتی‌متر مکعب است. فیلامنت‌های TPE دیگر، بسته به پایهٔ پلیمر، اعداد متفاوتی دارند.
تفاوت TPE و TPU: کدام برای قطعهٔ شما؟
| ویژگی | TPE (SEBS) 85A | TPU 95A |
|---|---|---|
| سختی شور | 85A | 95A |
| استحکام کششی | 6 MPa | 29.6 MPa |
| ازدیاد طول تا شکست | 900 % | > 700 % |
| جذب رطوبت | کم؛ نیاز به خشک کردن ندارد | دارد؛ خشک کردن در 70 °C به مدت 8 ساعت |
ستون TPE طبق دیتاشیت رسمی سازندهٔ آن و ستون TPU طبق دیتاشیت رسمی سازندهٔ دیگری است؛ روش‌های آزمون یکسان نیستند و مقایسه تقریبی است.
TPE را انتخاب کنید اگر
- قطعه باید نرمتر و لاستیکی‌تر از TPU باشد
- حس دست و چسبندگی سطح مهم است
- قطعه بار زیادی تحمل نمی‌کند
TPU را انتخاب کنید اگر
- استحکام، دوام و مقاومت سایشی مهم است
- قطعه کشیده یا ساییده میشود
- ابعاد دقیق‌تر و چاپ مطمئن‌تر لازم است
مجموعهٔ فشاری: آیا قطعهٔ نرم همیشه به شکل اولش برمی‌گردد؟
مجموعهٔ فشاری (Compression set) نشان می‌دهد قطعه پس از اینکه مدتی زیر فشار ماند و آزاد شد، چه درصدی از تغییر شکلش را برنمی‌گرداند. عدد کمتر یعنی برگشت‌پذیری بهتر. برای گرید 85A این عدد حدود 45 درصد گزارش شده است؛ یعنی واشر یا پدی که مدت طولانی زیر فشار ثابت بماند، بخشی از ضخامتش را برای همیشه از دست می‌دهد.
واشر و آب‌بند دائمی
برای قطعه‌ای که همیشه زیر فشار است، این اثر را در ضخامت طراحی لحاظ کنید یا متریال با مجموعهٔ فشاری کمتر انتخاب کنید.
فشار گاه‌به‌گاه
برای دستگیره، پد و ضربه‌گیر که فشار لحظه‌ای می‌بینند، این اثر معمولاً مشکل‌ساز نیست.
ویژگی‌های کلیدی فیلامنت TPE
بسیار نرم و کش‌سان
ازدیاد طول تا حدود 900 درصد و حس لاستیکی؛ نرمتر از TPU رایج.
سطح ضدلغزش
سطح نرم و چسبندهٔ TPE برای دستگیره و پد ضدلغزش مناسب است.
جذب رطوبت کم
گریدهای بر پایهٔ SEBS رطوبت کمی جذب می‌کنند و نیاز به خشک کردن ندارند.
مقاومت پارگی
مقاومت پارگی حدود 66 نیوتن بر میلی‌متر در گرید 85A.
جذب ضربه و لرزش
برای ضربه‌گیر، پایهٔ نرم و محافظ.
نرمی قابل تنظیم با طراحی
ضخامت دیواره و پرشدگی، نرمی نهایی قطعه را تعیین می‌کنند.
TPE در مقایسه با فیلامنت‌های دیگر
TPE را کنار TPU، PA11، PA12 و PETG روی نمودار ببینید یا متریال‌ها و پارامترهای دیگر را انتخاب کنید.
دنبال چه چیزی هستی؟ یک کاربرد را انتخاب کن تا متریالهای مناسبش روشن شوند
🏆 برندهٔ هر پارامتر بین متریالهای انتخاب‌شده
| پارامتر | PLA | PETG | ABS | ASA | PC | TPU | TPE | PA11 | PA12 | PA66 | PA6-CF | PA6-GF | PAHT-CF | PPA-CF | PPS-CF | PET-CF | PVB | Wood |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| استحکام | 6 | 6 | 5 | 5 | 7 | 4 | 2 | 6 | 6 | 7 | 8 | 7 | 8 | 9 | 8 | 7 | 5 | 3 |
| سفتی | 7 | 5 | 5 | 5 | 6 | 1 | 1 | 4 | 4 | 6 | 9 | 8 | 9 | 10 | 10 | 8 | 6 | 6 |
| مقاومت ضربه | 3 | 6 | 6 | 6 | 8 | 10 | 8 | 9 | 8 | 8 | 6 | 6 | 6 | 5 | 4 | 4 | 3 | 2 |
| انعطاف‌پذیری | 1 | 3 | 3 | 3 | 3 | 10 | 10 | 5 | 5 | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 |
| مقاومت حرارتی | 2 | 4 | 6 | 6 | 8 | 4 | 3 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 9 | 10 | 10 | 6 | 2 | 2 |
| مقاومت شیمیایی | 3 | 7 | 5 | 6 | 6 | 7 | 6 | 7 | 8 | 7 | 7 | 7 | 8 | 8 | 10 | 7 | 3 | 3 |
| مقاومت در فضای باز | 3 | 5 | 4 | 9 | 6 | 6 | 5 | 6 | 6 | 5 | 6 | 6 | 6 | 6 | 7 | 6 | 3 | 2 |
| صرفهٔ اقتصادی | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 6 | 6 | 5 | 5 | 5 | 4 | 5 | 3 | 2 | 2 | 4 | 6 | 8 |
جمع‌بندی و پیشنهاد
امتیازها نسبی و از 0 تا 10 هستند و بر اساس خواص شناخته‌شدهٔ هر نوع متریال تعیین شده‌اند؛ برای انتخاب اولیه به کار می‌روند و جای دیتاشیت را نمی‌گیرند. عدد دقیق خواص در صفحهٔ هر متریال آمده و خواص گریدهای مختلف یک متریال با هم فرق دارد؛ پیش از ساخت، انتخاب با کارشناسان بررسی میشود.
نکات طراحی قطعهٔ نرم با TPE
دیوارهٔ ضخیم‌تر برای دوام
استحکام TPE کم است؛ بخش‌هایی که کشیده یا ساییده میشوند را ضخیم‌تر طراحی کنید.
نرمی با پرشدگی
پرشدگی کمتر و الگوی شبکه‌ای، قطعه را نرمتر و بالشتکی‌تر می‌کند.
بدون ساپورت
جدا کردن ساپورت از TPE نرم بسیار دشوار است؛ هندسه را بدون ساپورت طراحی کنید.
جزئیات درشت‌تر
جزئیات ریز و لبه‌های تیز در متریال نرم به خوبی ساخته نمی‌شوند.
اتصال مکانیکی
برای اتصال TPE به قطعهٔ سفت، شیار، زبانه یا فرورفتگی مکانیکی طراحی کنید.
نکات پرینت فیلامنت TPE
فیلامنت نرم زیر فشار چرخ‌دنده‌های تغذیه خم و فشرده میشود؛ برای همین TPE با سرعت کم چاپ میشود و مسیر تغذیهٔ فیلامنت باید کوتاه و بدون فضای خالی باشد. برای گرید بر پایهٔ SEBS، سازنده دمای چاپ 240 تا 250 درجه را توصیه می‌کند، چاپ را بدون فن خنک‌کننده انجام می‌دهد و به دلیل جذب رطوبت کم، خشک کردن فیلامنت را لازم نمی‌داند.
مقادیر طبق دیتاشیت رسمی یک سازندهٔ فیلامنت TPE بر پایهٔ SEBS است؛ برای فیلامنت‌های TPE دیگر، توصیهٔ سازندهٔ همان فیلامنت ملاک است.
کاربردهای فیلامنت TPE
دستگیره و روکش نرم
دستگیره‌هایی با حس لاستیکی و غیرلغزنده.
پرینت سه بعدی در تولید انبوهپد و پایهٔ ضدلغزش
پایه‌های دستگاه و پدهایی که نباید سُر بخورند.
پرینت سه بعدی در مهندسیضربهگیر و محافظ نرم
لبه و گوشه‌های محافظ تجهیزات.
پرینت سه بعدی در مهندسیرباتیک نرم
انگشتک‌ها و گیرنده‌های نرم.
پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعهقطعات پوشیدنی
بند و قطعات نرم در تماس با بدن، بدون ادعای کاربرد بالینی.
پرینت سه بعدی در سرگرمینمونهٔ قطعات لاستیکی
نمونهٔ قطعاتی که بعداً با قالب‌گیری لاستیک تولید میشوند.
پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعه
محدودیت‌های فیلامنت TPE و جایگزین‌ها
استحکام کم
استحکام کششی گرید 85A حدود 6 مگاپاسکال است؛ برای قطعات منعطف پربار، TPU.
دمای پایین ذوب
دمای ذوب گرید 85A حدود 163 درجه است و قطعه در دماهای بسیار کمتر نرمتر میشود؛ برای محیط گرم مناسب نیست.
مجموعهٔ فشاری
زیر فشار طولانی بخشی از ضخامت برنمی‌گردد.
دقت ابعادی
قطعهٔ نرم ابعاد دقیق را مثل متریال سفت حفظ نمی‌کند.
چاپ کند
زمان چاپ بیشتر، هزینه را بالاتر می‌برد.
تنوع گریدها
خواص فیلامنت‌های TPE با پایهٔ متفاوت، بسیار با هم فرق دارد.
سوالات متداول فیلامنت TPE
فیلامنت TPE چیست؟
فیلامنتی از خانوادهٔ الاستومرهای گرمانرم که مثل لاستیک کش می‌آید و برمی‌گردد و با پرینت FDM چاپ میشود؛ معمولاً نرمتر از TPU رایج.
تفاوت TPE و TPU چیست؟
TPU خودش عضوی از خانوادهٔ TPE است؛ فیلامنتهایی که با نام TPE فروخته میشوند معمولاً نرمتر و کشسانترند اما استحکام کمتری دارند. مثلاً یک TPE بر پایهٔ SEBS با سختی 85A استحکام کششی حدود 6 مگاپاسکال دارد و TPU 95A حدود 29.6.
TPE بهتر است یا TPU؟
برای قطعهٔ بسیار نرم با حس لاستیکی TPE؛ برای استحکام، دوام، مقاومت سایشی و دقت بیشتر TPU.
آیا TPE نیاز به خشک کردن دارد؟
بستگی به پایهٔ پلیمر دارد؛ گریدهای بر پایهٔ SEBS رطوبت کمی جذب می‌کنند و سازنده‌شان خشک کردن را لازم نمی‌داند، اما TPEهای بر پایهٔ TPU باید خشک شوند.
TPE چقدر کش می‌آید؟
طبق دیتاشیت رسمی یک سازندهٔ فیلامنت TPE بر پایهٔ SEBS، ازدیاد طول تا شکست گرید 85A حدود 900 درصد است.
مجموعهٔ فشاری یعنی چه؟
درصدی از تغییر شکل که قطعه پس از ماندن طولانی زیر فشار برنمی‌گرداند؛ برای گرید 85A حدود 45 درصد گزارش شده و برای واشرهای دائماً تحت فشار اهمیت دارد.
آیا TPE برای واشر مناسب است؟
برای واشر و آببندهای کمفشار و غیربحرانی بله، با در نظر گرفتن مجموعهٔ فشاری در ضخامت؛ برای آببندی تحت فشار، قطعات قالبگیریشده مطمئنترند.
مقاومت حرارتی TPE چقدر است؟
کم؛ دمای ذوب گرید 85A حدود 163 درجه است و قطعه در دماهای بسیار کمتر نرمتر میشود. برای محیط گرم مناسب نیست.
چرا چاپ TPE کند است؟
فیلامنت نرم با سرعت زیاد بهطور یکنواخت تغذیه نمیشود؛ برای همین با سرعت کم و مسیر تغذیهٔ کوتاه چاپ میشود.
هزینهٔ ساخت قطعه با TPE چطور محاسبه میشود؟
بر اساس حجم و وزن قطعه، زمان چاپ که برای متریالهای نرم بیشتر است، درصد پرشدگی و تعداد؛ با آپلود فایل در پنل آنلاین برآورد قیمت را میبینید.
فایل سه بعدی قطعه را بفرستید؛ متریال منعطف مناسبش را پیشنهاد می‌کنیم
کارشناسان مادا تکنولوژی بر اساس نرمی، کشش، فشار و محیط کار قطعه، میان TPE، سختی‌های مختلف TPU و پرینت SLS، مناسب‌ترین گزینه، ضخامت و پرشدگی را پیشنهاد می‌کنند.