TPU 3D 프린팅 마스터하기: 유연하고 내구성 있는 부품을 위한 완벽 가이드

유연한 부품 3D 프린팅을 생각해보셨나요? 그렇다면 열가소성 폴리우레탄, 통칭 TPU는 반드시 리스트에 추가해야 할 소재입니다.

TPU 3D 프린팅은 ABS, PLA, 나일론 등 다른 소재로는 구현 불가능한 독특한 가능성을 제공합니다. 플라스틱과 고무의 특성을 결합한 TPU는 쉽게 구부리거나 압축할 수 있는 탄성 있고 높은 내구성의 부품을 생산합니다.

오늘 튜토리얼에서는 TPU의 이점과 응용, 지원 기술, TPU 3D 프린팅을 최대한 쉽고 효율적으로 만드는 몇 가지 팁을 탐구합니다.

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TPU란 무엇인가?

열가소성 폴리우레탄(TPU)은 열가소성 엘라스토머 계열로 열가소성과 고무(열경화성)의 장점을 결합합니다.

TPE(열가소성 엘라스토머)라는 용어가 더 친숙할 수 있습니다. 과거 유연 3D 프린팅의 대표 소재였던 TPE는 변형 없이 구부리거나 늘릴 수 있는 매우 부드러운 고무 같은 플라스틱. 하지만 그 부드러움이 기계 익스트루더에게 3D 프린팅을 매우 어렵게 만듭니다.

반면 TPU는 TPE의 신버전이라 볼 수 있습니다. TPU는 고무 같은 탄성, 높은 인열·내마모성, 높은 파단 신율, 열적 안정성을 가집니다.

여기에 오일, 그리스, 다양한 용제 저항성까지. TPE보다 단단해 3D 프린팅하기도 훨씬 수월합니다.

응용 분야

TPU는 광범위한 응용이 가능합니다. 구부리고 압축해야 하는 유연 기능성 프로토타입이나 최종 사용 부품 3D 프린팅에 좋은 옵션.

소비재

소비재 분야에서 TPU는 폰 케이스 같은 액세서리와 신발 부품 제작에 이상적.

2015년 New Balance가 TPU 3D 프린팅 미드솔로 러닝화 제작. 3D Systems의 DuraForm Flex TPU, 3D 프린팅, 생성 설계로 미드솔에 높은 유연성뿐 아니라 강도, 최적 무게, 내구성 달성.

의료

TPU의 또 다른 흥미로운 응용은 의료 분야. 정형외과 모델 제작 등에 사용. 2016년 미국 Graphene 3D Lab이 전도성 TPU 필라멘트 출시, 손목밴드 같은 웨어러블 의료 기기 포함 유연 전자제품 제작에 적합.

자동차

오일과 그리스에 높은 내화학성으로 실, 가스켓, 플러그, 튜브, 보호용 자동차 응용에 이상적.

혁신적 예로 중국 스타트업 XEV Limited의 3D 프린팅 전기차. 약 100개 부품 중 다수가 TPU와 함께 PLA, 나일론으로 3D 프린팅.

사용 가능한 TPU 소재

TPU 3D 프린팅: 기술

이 유연 소재로 3D 프린팅을 탐구하려면 선택적 레이저 소결(SLS)과 융착 적층 모델링(FDM) 두 주요 기술 중 선택.

각각의 가능성을 살펴봅시다.

선택적 레이저 소결(SLS)

SLS는 레이저 빔으로 분말 소재를 선택적으로 녹여 융합하는 분말 베드 융합 3D 프린팅 기술.

SLS는 산업 제조에 많은 이점 제공: 우수한 기계적 물성의 기능성 부품 생산 가능. 또한 서포트 구조 불필요로 서포트 제거 자국 없는 자유형상 파트 제작. 다만 더 나은 표면 마감을 위해 후처리 필요.

초기에는 다양한 나일론 타입에 사용됐으나 최근 소재 연구 발전으로 TPU 분말 소결 가능해짐.

현재 TPU 분말을 다양한 쇼어 경도로 제공하는 제조사 몇 곳:

– 3D Systems가 독자 DuraForm TPU Elastomer 제공, Pro 60 HD-HS 3D 프린터와 호환.

– 프랑스 AM 전문 Prodways가 TPU-70A 보유, 파단 신율 300% 이상. 에너지 입력에 따라 쇼어 경도 조절 가능.