Formlabs TPU 90A SLS-Pulver für flexible Produkte und Bauteile

Wir freuen uns Ihnen das Formlabs TPU 90A Pulver für die SLS-Drucker der Fuse-Serie vorzustellen. Es ist das erste Soft-Touch-Material von Formlabs für den SLS-3D-Druck. Formlabs TPU 90A Powder ist ein flexibles Elastomer. Dieses Material mit weicher Haptik eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten. Denn TPU 90A kombiniert die hohe Reissfestigkeit und Bruchdehnung von Gummimaterialien mit der Designfreiheit und Beständigkeit des SLS-3D-Drucks.

Formlabs TPU 90A eignet sich ausgezeichnet für die Herstellung von:

• Orthesen und Prothetik, Sohlen, Schienen
• Hautverträgliche Wearables
• Schützende Sportausrüstung
• Greifer, Dämpfer und Polsterungen
• Dichtungen, Abdeckungen, Stöpsel, Schläuche und Riemen

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Mit der Implementierung TPU 90A-Pulver schaffen Sie neuen Kapazität für die Inhouse-Fertigung von Soft-Touch-SLS-Teilen. Dabei profitieren Sie von der Effizienz, Erschwinglichkeit und Benutzerfreundlichkeit der Drucker der Fuse-Serie. Beim Formlabs TPU 90A liegt die Neuzuführungsrate (Refresh Rate) bei 20 %. Dadurch senken sich die Kosten pro Teil deutlich. Folglich wird die günstige Herstellung von gummiartigen Prototypen, Endprodukten und Fertigungshilfsmitteln im eigenen Haus ohne teure Werkzeuge möglich.

Worin liegen die Vorteile des SLS-3D-Drucks von TPU 90A auf der Fuse-Serie?

Derzeit gibt es verschiedene Möglichkeiten zur Herstellung von Elastomerteilen – mitunter traditionelle Gussverfahren oder 3D-Druck mit Pulverbettfusion. Jedoch sind diese Verfahren einerseits durch die geometrischen Beschränkungen des Giessens begrenzt. Andererseits erschweren die Kosten und die komplexen Arbeitsabläufe grosser industrieller 3D-Drucklösungen den Zugang zu dieser Technologie für KMUs. Dahingegen ermöglicht das TPU 90A-Pulver für die Formlabs Fuse-Serie eine preiswerte einfache Lösung für die schnelle Fertigung geometrisch anspruchsvoller und flexibler Teile im eigenen Haus.

Denn die Formlabs 3D-Drucker der Fuse-Serie sind die ersten SLS-3D-Drucksysteme, die industrielle Leistung auf einer verhältnismässig kleinen Stellfläche und zu einem vernünftigen Preis bieten. Nachdem sich der Arbeitsablauf der Fertigungsprozess bei tausenden Fuse-Kunden bewährt hat, legt Formlabs einen weiteren Fokus darauf die Pulver-Bibliothek zu erweitern. Mit den erschwinglichen SLS 3D-Druckern von Formlabs ermöglichen wir es auch kleinen Unternehmen mehr Kontrolle und Flexibilität über ihre Produktionsmittel zu gewinnen. Währenddessen grosse Unternehmen von der Diversifizierung und Dezentralisierung ihrer Fertigungsmethoden profitieren und ihre Lieferketten stabilisieren können. Durch die Einführung bekannter Materialien in die Fuse-Serie eröffnet Formlabs einen einfach Weg Innovationen anzugehen und neue Arbeitsabläufe und Designkonzepte in vielen Branchen zu fördern.

Formlabs Fuse 1+ SLS-Materialien Vergleich

Stand: März 2023

Eigenschaft	Nylon 11 CF Powder	Nylon 12 GF Powder	Nylon 12 Powder	Nylon 11 Powder	TPU 90A Powder
Steifigkeit	★★★★	★★★★	★★★	★★	★
Duktilität	★★★	★	★★	★★★★	★★★★★
Wärmebeständigkeit	★★★★	★★★★	★★★	★	★
Neuzuführungsrate	30 % (N2)	30–50 % (Luft)	30 % (Luft)	30 % (N2) 50 % (Luft)	20 % (Luft)

Das Formlabs TPU 90A-Pulver zeichnet sich durch die geringste Steifigkeit und höchste Verformbarkeit in der Familie der SLS-Pulver aus.

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Für welche Anwendungen eignet sich Formlabs TPU 90A?

Thermoplastisches Polyurethan (TPU) ist einer der am meisten eingesetzten elastomeren Thermoplaste in den Bereichen Engineering, Produktdesign und Fertigung. Ob Sportartikel, medizinische Geräte oder Schuhsohlen – dieses gummiartige, langlebige Material findet sich überall.

Es gibt bewährte Verfahren für die konventionelle Fertigung von TPU-Teilen – wobei sich diese Verfahren nach wie vor hervorragend für die Massenproduktion von Gummiprodukten eignen. Die Vorteile der additiven Fertigung von TPU 90A-Teilen auf der Fuse-Serie liegen u.a. in:

• der Benutzerfreundlichkeit des Systems
• der Fertigung auf Abruf
• der Kleinserienfertigung
• der Herstellung individualisierter Produkte

Rapid Prototyping

Die Fuse-Serie gibt Unternehmen die Chance, Prototyping-Kapazitäten unter ihrem eigenen Dach einzurichten und so die Vorlaufzeiten zu verkürzen und die Kosten zu senken, die zuvor von Dienstleistern oder Fertigungsbetrieben berechnet wurden.

Das Prototyping eines Sporthelms beispielsweise erfordert die Fähigkeit, sowohl die harte Schale als auch die weiche Innenpolsterung zu fertigen. Mit TPU als geeignetem Material arbeiten innovative Unternehmen an der Entwicklung neuer Gitterstrukturen und Stossdämpfungstechnologien für diese Polsterungen.

Wenn man mit neuen Designs und Geometrien experimentiert, sind herkömmliche Werkzeugbauverfahren jedoch sehr kostspielig, und das Outsourcing an Designbüros kann Wochen dauern. Die Möglichkeit, einen Arbeitsablauf und eine Art von Technologie für die harte Außenschale und das weiche Innenpolster zu verwenden, bedeutet, dass diese Designer in einem viel höheren Tempo iterieren können. Solche Schutzhelme müssen umfangreichen physischen Prüfungen durchlaufen, so dass für eine einzige Testrunde zehn Polsterkissen benötigt werden. Für die sorgfältige manuelle Herstellung einer Polsteroberfläche sind diese Stückzahlen zu hoch. Gleichzeitig sind sie aber zu niedrig, als dass das herkömmliche TPU-Formen kosteneffektiv wäre. Die Antwort ist der hauseigene 3D-Druck. Die 3D-Drucker der Fuse-Serie können problemlos mehrere flexible Gitterstrukturen aus TPU 90A-Pulver drucken, mit leichten Variationen, um verschiedene Designs zu prüfen. Indem Sie das Design des Teils selbst modifizieren, z. B. durch Änderung der Wandstärke, können Sie Teile mit unterschiedlichen Härtegraden für verschiedene Anwendungen oder als Iterationen für Tests herstellen.

Fertigungshilfsmittel

Die unterschiedlichen Arten von Fertigungshilfsmitteln sind vielleicht schwer zu durchschauen, wenn man nicht gerade in der Herstellung von Produkten tätig ist. Die Quintessenz bleibt jedoch dieselbe, egal ob es sich um eine Vorrichtung, eine Halterung, ein Gehäuse oder eine der vielen anderen Vorrichtungen handelt, die Maschinen zusammenhalten – wenn man sie benötigt, braucht man sie dringend. Die Lösung für ein Problem, mit dem viele Hersteller konfrontiert sind, ist TPU 90A Powder: Wie kann man verhindern, dass die teure Fertigungstechnik zu stark abgenutzt wird?

Soft-Touch-Fertigungshilfsmittel können dazu beitragen, die Lebensdauer von schweren Maschinen zu verlängern, indem sie bestimmte Stösse abfedern oder den perfekt geformten Greifer bereitstellen. Wenn Dichtungen nach jahrelangem, wiederholtem Gebrauch reissen, kann der Betreiber sofort ein Ersatzteil drucken und die Fertigungslinie innerhalb von Stunden wieder in Betrieb nehmen, anstatt Tage oder Wochen auf ein Ersatzteil zu warten.

Die Erweiterung interner Produktionsmöglichkeiten in verschiedenen Materialien kann in diesem Sinne auch als Versicherung für die Unternehmen angeschaut werden; Sie schützt vor unvorhergesehenen Defekten und Ausfällen, sowie vor hohen Reparaturkosten oder Verzögerungen in der Lieferkette. Mit 3D-gedruckten Gummiteilen kann eine ganze Gruppe von Bauteilen und Komponenten bei Bedarf entwickelt, repariert oder ersetzt werden. Und durch die Vermeidung eines Stillstands der Fertigungslinie oder des Produktions-Prozesses können sehr hohe Kosten abgewendet werden.

In der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie kann TPU 90A für Schwingungsdämpfer verwendet werden, aber auch für Vorrichtungen für industrielle Prozesse wie das Thermoformen von einzigartig geformten Teilen. Ausserdem werden in Automobilfabriken grosse Robotersysteme auf Portalen betrieben. Diese müssen sich biegen und schwenken lassen. Passgenaue Puffer und weiche Gehäuse reduzieren die Reibung dieser Maschinen und verlängern ihre Lebensdauer.

Medizinische Produkte aus Formlabs TPU 90A

Wir versuchen medizinische Einrichtung Zugang zu den neuesten Technologien zu ermöglichen, um die Pflege zu verbessern und den Patienten das beste Erlebnis zu bieten. Dabei ergänzt das Formlabs TPU 90A Pulver ergänzt unser Sortiment an SLS-Pulvern und bietet einen zusätzlichen Mehrwert für die 3D-Drucker der Fuse-Serie.

Das Formlabs TPU 90A Pulver bietet eine aussergewöhnliche Strapazierfähigkeit und Belastbarkeit und eignet sich daher ausgezeichnet für Prothesen, Orthesen, patientenspezifische Vorrichtungen und medizinische Geräte. Durch die Verbindung der hohen Reissfestigkeit und Bruchdehnung von Gummimaterialien mit der Designfreiheit und Langlebigkeit des SLS-3D-Drucks schafft dieses Material neue Möglichkeiten für Fachleute im Gesundheitsbereich.

Als flexibles Elastomer eignet sich TPU 90A Powder optimal für den 3D-Druck medizinischer Teile wie:

• Prototypen für medizinische Geräte
• Medizinische Geräte und Komponenten für den Endgebrauch
• Orthesenpolster und Protheseneinlagen
• Schienen, Schädel-Orthesen
• Sporteinlegesohlen und Korrektureinlagen
• Wearables, Dichtungen, Dämpfer und Schläuche

Für medizinische Fachleute ist TPU 90A-Pulver wie andere SLS-Materialien die kostengünstigste Lösung für die hauseigene Produktion. Ob Schuhsohlen, die exakt an den Fussabdruck und die Gewichtsverteilung einer Person angepasst sind, über eigens entwickelte Sport-Helme, oder ein Uhrenarmband, welches an Ihr Handgelenk angepasst ist – die Möglichkeiten sind grenzenlos.

Das Pulver TPU 90A wurde für kurzzeitigen Hautkontakt zertifiziert. Somit ist das Tragen auf der Haut als sicher anzusehen. Allerdings wurden keine weiteren Tests für andere biokompatible Anwendungen durchgeführt. Die Eignung der gedruckten Teile für die vorgesehene Verwendung liegt in der Verantwortung des Produzenten.

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TPU 90A Powder kann auch zur Herstellung leistungsstarker Medizinprodukte eingesetzt werden, wie zum Beispiel Prothesen, Daumenschienen oder orthetische Knöchelstützen.

Kleinserien und individuelle Ready-to-Wear-Produkte

In der Welt des Sports, der Mode und der tragbaren Technologien ist es für Marken, die mehr Marktanteile erobern wollen, unerlässlich, Personalisierungsoptionen anzubieten. Bisher machten die Werkzeugkosten die Produktion von Kleinserien oder Einzelstücken fast unmöglich, bis der 3D-Druck die Tür öffnete. Allerdings waren die meisten 3D-gedruckten Materialien zu starr für den Sportartikel- oder Wearable-Markt. Mit dem SLS-Verfahren und dem TPU 90 Material von Formlabs ändert sich dies nun grundlegend.

Aufgrund der Hautverträglichkeit des Formlabs TPU 90A-Pulver und des einfachen Fuse-Workflows ist die individuelle Gestaltung von direkt gedruckten Wearables endlich realisierbar. Zwar bieten einige Luxusmarken für Uhren, Accessoires und Schuhe personalisierte Elemente wie Monogramme oder Grafiken an. Doch die Individualisierung der eigentlichen Form und Gestalt eines Artikels war für die Hersteller bisher unerschwinglich. Dank des kostengünstigen Arbeitsprozesses mit der Fuse-Serie und der Hautverträglichkeit von TPU 90A Powder ist die Individualisierung für diese Branche nun leichter umsetzbar.

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Voraussetzungen für die Integration von TPU 90A in die Fertigung

Das Formlabs TPU 90A-Pulver wird mit SLS 3D-Druckern der Fuse Serie verarbeitet und das Pulver mit dem Fuse Sift zurückgewonnen. Die Druckumgebung des Materials ist Luft und erfordert keine inerte Atmosphäre (Stickstoffzufuhr). Ausserdem entsteht beim Druck von TPU-Teilen keine Surface Armor (die halbgesinterte Hülle um die Bauteile). Deshalb ist der Entpuderungsprozess sehr einfach. Wenngleich TPU 90A keine Surface Armor hat, empfehlen wir die Teile zu sandstrahlen. Dabei werden die Teile von Pulverresten befreit und es entstehen saubere und leichter zu verarbeitende Endprodukte.

Die Umstellung Ihres derzeitigen Fuse-Druckers auf TPU 90A ist durchaus möglich. Allerdings empfehlen wir eine dezidierte Fuse-, Sift- und Baukammer.

Komplett neue Chancen mit TPU 90A-Pulver

Sind Sie ein kleines Unternehmen, das sein erstes Produkt auf den Markt bringen möchte? Oder arbeiten Sie in einem grossen Unternehmen, welches sich von den Turbulenzen in der Lieferkette der letzten Jahre abkoppeln möchte?

Die Implementierung eines leistungsstarken 3D-Druckers im eigenen Haus senkt die Kosten und verbessert die Stabilität des Betriebs. Die Vorteile eines Materials wie TPU 90A Powder werden durch die Erschliessung neuer Anwendungen noch verstärkt. Soft-Touch-Teile, die auch aus Gründen der Zuverlässigkeit in Massenproduktion hergestellt wurden, können jetzt auf einer zugänglichen Maschine konsistent 3D-gedruckt werden.

Materialien und Verfahren sind der Schlüssel, um neue Wege in der Konstruktion und Fertigung zu gehen und neu zu gestalten. Die Verbindung der bewährten Leistung Formlabs Fuse SLS-3D-Druckers mit dem allgegenwärtigen TPU-Material wird Innovationen in jeder Branche freisetzen.