在3D打印技術(shù)不斷發(fā)展的今天，一種名為TPU（熱塑性聚氨酯）的材料正以其獨特的柔性特質(zhì)，為制造業(yè)帶來新的可能性。

作為一種熱塑性聚氨酯彈性體，TPU將橡膠的彈性與塑料的可打印性有機結(jié)合。與傳統(tǒng)剛性塑料不同，TPU能夠在斷裂前拉伸到其原始長度的相當(dāng)大比例，且具有良好的耐磨性、耐化學(xué)性和抗沖擊性。

這使得它成為需要彈性卻不犧牲強度的功能性零件的理想選擇，正在從鞋類、汽車到工業(yè)應(yīng)用等各個領(lǐng)域展現(xiàn)其價值。

01 TPU材料的核心特性

TPU材料擁有令人矚目的物理特性，使其在眾多3D打印材料中表現(xiàn)突出。它能夠在不同形態(tài)和尺寸下保持其優(yōu)異的物理特性，適用于生產(chǎn)需要承受拉伸和彎曲的零部件。

TPU的彈性使得它能夠在變形后恢復(fù)到原來的形狀，特別適合需要頻繁彎曲或拉伸的應(yīng)用場景。相比硬質(zhì)塑料，TPU能更好地應(yīng)對沖擊力和拉伸力。

TPU材料的耐磨性和抗沖擊性表現(xiàn)優(yōu)異。例如鞋底、工業(yè)配件等都需要承受長時間的摩擦和沖擊，TPU能夠顯著延長產(chǎn)品的使用壽命。

TPU材料能夠承受較高的溫度變化，在高溫或低溫環(huán)境下仍能保持其性能。它適用于一些特殊溫度條件下的應(yīng)用，如汽車零部件、電子產(chǎn)品外殼等。

許多化學(xué)物質(zhì)、油類或溶劑對TPU的影響較小，保證了它在一些特殊環(huán)境中的使用價值。在石油、化工等行業(yè)的設(shè)備零部件中，TPU能夠提供較長的使用周期。

02 打印技術(shù)的優(yōu)化與進步

隨著TPU材料的發(fā)展，3D打印技術(shù)也在不斷適應(yīng)和優(yōu)化。打印TPU需要針對標(biāo)準(zhǔn)打印流程進行調(diào)整，這對初學(xué)者雖然具有挑戰(zhàn)性，但掌握其特性能帶來令人滿意的結(jié)果。

打印參數(shù)設(shè)置是關(guān)鍵因素。噴嘴溫度通常需要在210-250°C之間（因品牌而異），床溫保持在40-60°C有助于改善附著力。

打印速度應(yīng)控制在15-40 mm/s（較慢的速度可防止耗材彎折），回抽設(shè)置要最小化（1-2 mm，速度10-20 mm/s）以避免堵塞。

硬件選擇同樣重要。直驅(qū)擠出系統(tǒng)優(yōu)于Bowden結(jié)構(gòu)，可減少耗材路徑摩擦。PEI片、繪畫膠帶或帶粘性涂層的玻璃構(gòu)建平臺可增強首層抓附力。

冷卻風(fēng)扇建議保持在20-50%的功率，在細節(jié)與層間結(jié)合間取得平衡。

近年來，新型TPU材料不斷涌現(xiàn)。eSUN易生推出的TPU輕質(zhì)材料能在打印過程中發(fā)泡，通過調(diào)節(jié)打印溫度和速度可以改變發(fā)泡程度，實現(xiàn)明顯的減重效果。

這意味著同樣重量的材料，TPU輕質(zhì)可以打印出更多的模型，重量比傳統(tǒng)TPU有顯著減輕。

03 應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛拓展

TPU材料正在多個行業(yè)引發(fā)變革浪潮。鞋類行業(yè)是TPU應(yīng)用的代表性領(lǐng)域。TPU被廣泛應(yīng)用于運動鞋、鞋底、鞋帶等部分的3D打印中。

其優(yōu)異的彈性和耐磨性使得TPU成為理想的鞋類設(shè)計材料，特別是在高強度運動或戶外活動中，能夠提升鞋子的舒適度和耐久性。

德國知名戶外品牌VAUDE聯(lián)合OECHSLER采用3D打印技術(shù)，并選擇巴斯夫Ultrasint? TPU01粉末材料，開發(fā)出了新一代高性能戶外背包NOVUM 3D。

這款背包的背墊采用了3D打印的晶格結(jié)構(gòu)設(shè)計，代替了傳統(tǒng)泡沫基背部緩沖墊，減少了接觸壓力，并明顯地改善了背部的通風(fēng)性。

汽車行業(yè)同樣廣泛應(yīng)用TPU材料。它被用于制造密封條、軟管、汽車座椅配件等部件。其良好的彈性、耐磨性和抗化學(xué)性，能夠有效提高汽車零部件的性能和使用壽命。

工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，TPU被應(yīng)用于制造專用部件、保護裝置以及特定需求的器械。TPU 90A粉末已經(jīng)過短期皮膚接觸認證，因此可將其視為能與皮膚接觸的安全材料。

消費電子產(chǎn)品中，TPU也被廣泛用于手機、平板電腦等設(shè)備的外殼和配件中。其耐高溫、抗化學(xué)性和耐久性為電子設(shè)備提供了良好的保護。

04 未來發(fā)展前景

TPU材料在3D打印領(lǐng)域的潛力仍在不斷發(fā)掘。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，越來越多的TPU變種出現(xiàn)，滿足不同場景的需求。

Siraya Tech推出的TPU Air是一種主動發(fā)泡型線材，能夠通過溫控發(fā)泡顯著減輕重量。通過調(diào)節(jié)打印溫度，用戶可以控制材料的最終柔軟度和重量，打印出比標(biāo)準(zhǔn)TPU打印部件輕很多的部件。

路博潤推出的ESTANE? 3D TPU M88A熱塑性聚氨酯明顯加快了打印速度，打印時間比目前市場上的熱塑性聚氨酯有顯著縮短。應(yīng)用可以在室溫下輕松拆包，允許自由安排生產(chǎn)運行。

EOS為工業(yè)3D打印推出的EOS TPU 1301材料具有佳的回彈性、良好的耐水解性以及高紫外線穩(wěn)定性，被廣泛使用于對彈性及易加工屬性有要求的應(yīng)用領(lǐng)域。

這標(biāo)志著3D打印邁向批量生產(chǎn)的重要進展。

隨著TPU材料在3D打印領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，我們已經(jīng)看到了它的廣闊前景。

從輕質(zhì)發(fā)泡TPU實現(xiàn)模型重量明顯減輕，到新型TPU將打印時間顯著縮短，這些進步正推動著制造業(yè)的發(fā)展。

TPU的獨特性能使其成為連接原型設(shè)計與批量生產(chǎn)的橋梁。汽車、工業(yè)、消費電子等行業(yè)都在積極采用這一技術(shù)，創(chuàng)造更具彈性、更耐用、更輕便的產(chǎn)品解決方案。

隨著材料科學(xué)的發(fā)展和3D打印技術(shù)的進步，TPU將繼續(xù)為柔性3D打印帶來創(chuàng)新與變革。