Une flexibilité sans précédent avec le TPU 90A : Formlabs lance l’éditeur de paramètres d’impression

La poudre TPU 90A SLS de Formlabs est utilisée pour de multiples applications : des pièces d’amortissement aux préhenseurs pour les applications robotiques, et bien plus encore. Les imprimantes 3D SLS Fuse de Formlabs permettent donc de produire des pièces en élastomère durables et de haute qualité avec une liberté géométrique et sans processus d’outillage à plusieurs étapes.

Aujourd’hui, l’éditeur de paramètres d’impression (PSE) de Formlabs élargit encore les possibilités du TPU imprimé en SLS-3D. L’éditeur de paramètres d’impression, qui fait partie du logiciel PreForm de Formlabs, vous permet de modifier la dureté du TPU 90A afin d’expérimenter des pièces plus souples et plus flexibles. Sans changer de matériau ni effectuer de nettoyage ou de maintenance supplémentaires, vous pouvez désormais utiliser le PSE pour optimiser vos conceptions et vous rapprocher de votre matériau élastomère final préféré.

Formlabs a testé différentes combinaisons de paramètres pour créer des pièces en TPU à dureté variable. Les résultats sont présentés ci-dessous. L’éditeur de paramètres d’impression fait partie de nos efforts pour encourager les développeurs et les innovateurs à essayer de nouvelles choses. Néanmoins, à partir des combinaisons proposées, il peut être nécessaire de procéder à quelques tests et ajustements avant d’obtenir une pièce avec une dureté et un état de surface adaptés à votre application.

Utilisation de l’éditeur de paramètres d’impression

Pour explorer de nouvelles possibilités d’impression avec des poudres SLS-TPU à dureté variable, il faut garder à l’esprit deux paramètres importants:

- Puissance du laser pour le remplissage : le PSE peut contrôler la puissance du laser. Si vous réduisez la puissance du laser, les particules de TPU ne se fritteront pas aussi fermement entre elles, ce qui donnera une pièce plus molle. En revanche, si la puissance du laser de remplissage est trop faible, la pièce risque de ne pas être frittée du tout et la pièce restera fragile et cassante.

- Espacement des hachures dans le remplissage : Le PSE peut contrôler l’espacement du processus de numérisation du laser. Une distance plus importante lors du balayage au laser entraîne une sous-réticulation du matériau, ce qui donne une pièce plus molle. Si la distance de remplissage est trop importante, cela peut entraîner des défauts visibles sur la surface et un certain délaminage de certaines caractéristiques positives.

Pour obtenir un TPU plus souple, vous pouvez modifier soit la puissance du laser pour le remplissage, soit l’espacement des hachures dans le remplissage, soit les deux. Les résultats suivants peuvent être obtenus en combinant les modifications de ces deux paramètres.

Comme le montre le graphique, une dureté Shore de 38A a été atteinte pendant les tests. En général, la modification de l’espacement des hachures dans le remplissage a un impact beaucoup plus important sur la dureté de la pièce, tandis que la puissance du laser pour le remplissage accentue encore cet effet. Par exemple, pour fritter une pièce avec une dureté de 60A, une distance de hachure de 0,35 mm et une puissance laser de 21’000 mW seraient un bon point de départ.

Si la puissance du laser est très faible ou si la distance de hachurage est importante, des effets de surface visibles peuvent apparaître. Certaines caractéristiques peuvent ne pas être représentées et une texture de surface « floue » ou « friable » peut apparaître. En modifiant l’épaisseur d’une pièce, l’effet sur la reproduction des détails peut être atténué. Les pièces épaisses sont généralement mieux imprimées, même avec des paramètres plus importants pour l’espacement des hachures dans le remplissage. Formlabs recommande de ne pas imprimer les pièces fines avec un espacement supérieur à 0,45 mm.

Les tests et analyses des réglages variables du duromètre avec PSE ont été réalisés sur le modèle d’imprimante Fuse 1+ 30W de Formlabs. Bien que PSE soit également disponible pour le modèle précédent Fuse 1, les résultats peuvent ne pas correspondre exactement à ceux mentionnés ci-dessus.

Effet sur les propriétés mécaniques

Lorsque les pièces deviennent plus souples, leur densité apparente diminue - la pièce devient plus mousseuse à un niveau microscopique. Cela affecte à la fois les propriétés mécaniques et l’étanchéité. Si vous souhaitez utiliser la pièce dans une application qui exige une certaine résistance mécanique ou à l’usure, il est important de tester la pièce de manière approfondie.

L’allongement à la rupture (EAB), la résistance à la traction (UTS) et la rigidité sont particulièrement affectés par les modifications de la puissance du laser pour le remplissage et de l’espacement des hachures dans le remplissage.

Particulièrement visible sur les longues bandes comme ces barres de traction : La barre arrière (40A), la barre centrale (60A) et la barre avant (80A) présentent des degrés de rigidité différents.

Pour quantifier cet effet plus précisément, consultez les graphiques suivants. En réduisant la dureté de 90A à 80A, l’UTS et l’allongement maximal des pièces sont également réduits de plus de 50 pour cent. Cela augmente la probabilité que les pièces se fissurent et que les structures fines soient endommagées pendant le processus de dépoudrage.

La réduction de la dureté de 90A à 80A a également un impact significatif sur la résistance à la déchirure des pièces, celles ayant une dureté plus élevée étant plus proches de la résistance à la déchirure nominale de 66 kN/m et celles ayant une dureté plus faible présentant une chute rapide de la résistance.

Le PSE permet d’obtenir des propriétés de matériaux entièrement nouvelles

La poudre TPU 90A a permis aux grands designers de chaussures, aux fabricants d’articles de sport et aux ingénieurs aérospatiaux, entre autres, de prototyper une plus grande variété de matériaux plus précisément et plus tôt dans leur processus de conception. La possibilité de faire varier la dureté Shore - sans changer d’imprimante ni effectuer de nettoyage ou de maintenance supplémentaire - permet d’obtenir des propriétés de matériaux entièrement nouvelles. Avec le bon protocole de test pour vos réglages individuels, il est possible d’obtenir des pièces plus souples et plus élastiques avec un bon état de surface.

Pour en savoir plus sur la poudre TPU 90A ou pour demander un échantillon de TPU imprimé en SLS-3D avec une dureté différente, contactez notre équipe. Pour plus d’informations sur le PSE, consultez la page d’assistance de Formlabs.

Données brutes de tests

Le tableau suivant contient des données brutes issues de tests réalisés par Formlabs sur l’impact de la puissance du laser et de l’espacement des hachures sur la dureté Shore. Référez-vous à ces données pour développer vos propres paramètres d’impression.

Puissance du laser pour le remplissage (Fill Laser Power)	Espacement des hachures de remplissage(Fill Hatch Spacing)	Dureté
15000	0.35	37.7
18000	0.12	90.1
18625	0.26	66.3
19400	0.43	40.4
20000	0.12	88.5
21100	0.33	62.7
22160	0.48	43.6
23150	0.22	78.6
24000	0.38	62.3
25000	0.12	89.8
25250	0.52	45.3
25800	0.28	74.9
27000	0.12	90.6
28500	0.12	89.8
28500	0.12	91.4
28500	0.13	90.7
28500	0.1325	89.5