Hướng dẫn vật liệu
Nhựa TPU là gì? Đặc tính và cách in TPU dẻo
Tony Swift · Cập nhật
TPU (thermoplastic polyurethane) là nhựa dẻo đàn hồi như cao su, chịu uốn gập, nén và mài mòn mà không gãy. TPU 95A là loại dẻo phổ biến cho in 3D: đủ mềm để đàn hồi nhưng đủ cứng để in được, với điều kiện bạn in chậm, rút sợi ít và giữ sợi khô.
TPU là gì và vì sao nó dẻo
TPU là một loại elastomer nhiệt dẻo: bên trong có các đoạn mềm và đoạn cứng xen kẽ. Đoạn cứng liên kết với nhau như các điểm neo, đoạn mềm cho phép kéo giãn và uốn, nên chi tiết bị bẻ cong rồi trở lại hình dạng ban đầu. Vì là nhiệt dẻo, TPU vẫn nóng chảy và đùn qua đầu phun như PLA.
Nhờ cấu trúc đó, TPU chịu uốn gập và nén lặp lại tốt, chống mài mòn tốt và chịu dầu mỡ nhẹ, phù hợp các chi tiết giảm rung, giảm sốc. Bù lại, TPU không giữ được độ cứng kết cấu, khó in chi tiết nhỏ và độ chính xác kích thước thấp hơn nhựa cứng.
Độ cứng Shore 95A nghĩa là gì
Độ cứng của vật liệu mềm được đo bằng thang Shore (durometer): một mũi đo được ấn vào vật liệu và đo độ lún. Thang Shore A dùng cho cao su và nhựa dẻo, từ 0 (rất mềm) đến 100 (rất cứng). 95A nằm ở phần trên của thang A: dẻo, đàn hồi rõ nhưng chắc tay, cứng hơn gai lốp ô tô thông thường.
Chỉ số Shore càng thấp, sợi càng mềm và càng khó đẩy qua bộ đùn. Vì vậy 95A là điểm cân bằng phổ biến: đủ dẻo cho ốp lưng, gioăng, đế lót, và đủ cứng để phần lớn máy có bộ đùn trực tiếp in được. Hình dạng in cũng ảnh hưởng độ mềm: thành mỏng, ít lớp vỏ và mật độ infill thấp làm chi tiết TPU mềm hơn nhiều so với khối đặc.
Direct drive và bowden: vì sao bộ đùn quyết định
Với bộ đùn trực tiếp (direct drive), bánh răng đẩy sợi nằm ngay trên đầu phun nên quãng đường sợi dẻo phải đi rất ngắn. Với bowden, sợi phải đi qua ống dài; sợi mềm bị nén, uốn cong trong ống và phản ứng chậm khi rút sợi, dễ dẫn tới kẹt đùn hoặc thiếu nhựa. Đó là lý do direct drive cho kết quả ổn định hơn nhiều với TPU.
Nếu chỉ có máy bowden, bạn vẫn có thể thử TPU 95A với tốc độ rất chậm, tắt rút sợi và kiểm tra không có khe hở giữa bánh răng đùn và lối vào ống. Khi sợi bị quấn quanh bánh răng hoặc nghẹt ở đầu phun, xem bài tắc đầu phun.
Thông số in TPU 95A gợi ý
Với CAILAB TPU Dẻo 95A màu đen, theo thông số trên trang sản phẩm: đầu phun 210-230°C (khuyến nghị 220°C), bàn 30-50°C (khuyến nghị 40°C), tốc độ 20-35 mm/s (in chậm để đảm bảo chất lượng). Dòng này còn có màu trắng và trong mờ.
| Thông số | Giá trị gợi ý | Ghi chú |
|---|---|---|
| Nhiệt độ đầu phun | 210-230°C, khuyến nghị 220°C | Kéo sợi nhiều: hạ nhẹ nhiệt; lớp bám kém: tăng nhẹ |
| Nhiệt độ bàn | 30-50°C, khuyến nghị 40°C | TPU bám bàn tốt, không cần bàn nóng |
| Tốc độ in | 20-35 mm/s | Không cố tăng tốc; chất lượng giảm rõ khi in nhanh |
| Rút sợi | Tắt hoặc rất ngắn, chậm | Rút dài làm sợi dẻo bị nén và kẹt |
| Quạt làm mát | Vừa phải | Tăng khi in phần nhô ra |
Các bước chuẩn bị trước khi in TPU
- Sấy sợi nếu cuộn đã mở lâu: TPU hút ẩm, sợi ẩm gây tiếng lách tách, bọt khí và kéo sợi dày. Cách sấy có trong bài sấy nhựa.
- Nới lực ép của bánh răng đùn vừa đủ để sợi không bị bẹp nhưng cũng không trượt.
- Đặt cuộn sao cho sợi được kéo ra nhẹ nhàng, không bị giằng ngược.
- Giảm tốc độ in, giữ tốc độ di chuyển vừa phải; ưu tiên bật lau đầu phun (wipe) khi di chuyển thay vì rút sợi dài.
- Trên bàn PEI nhẵn, TPU có thể bám quá chặt; bôi một lớp keo dán mỏng để dễ gỡ và bảo vệ bề mặt.
Ứng dụng của TPU
TPU không phù hợp chi tiết cần cứng vững như giá đỡ chịu tải hoặc bánh răng truyền lực chính xác. Nếu chưa chắc nên bắt đầu với vật liệu nào, xem cách chọn filament cho người mới, hoặc xem các dòng dẻo tại nhựa TPU.
- Ốp lưng điện thoại, vỏ bảo vệ thiết bị cầm tay.
- Gioăng đệm, nút chặn, chân đế chống trượt, đệm giảm rung cho máy móc.
- Đế giày, miếng lót, dây đeo, khớp mềm trong mô hình.
- Chi tiết hấp thụ va chạm như cản bảo vệ drone hoặc xe điều khiển.
Câu hỏi thường gặp
Người mới có nên in TPU ngay không?
Nên làm quen với PLA trước. TPU đòi hỏi in chậm, chỉnh rút sợi và bộ đùn phù hợp; khi đã quen canh lớp đầu và nhiệt độ, chuyển sang TPU 95A sẽ ít gặp lỗi hơn.
Vì sao TPU bị quấn quanh bánh răng đùn?
Thường do in quá nhanh, rút sợi quá dài, đầu phun bị nghẹt một phần hoặc có khe hở giữa bánh răng và lối vào. Sợi dẻo bị đẩy nhưng không đi được vào đầu phun nên cong ra ngoài. Giảm tốc độ, giảm rút sợi và kiểm tra đường dẫn sợi.
TPU có cần sấy không?
Có, TPU hút ẩm khá nhanh. Nếu khi in nghe tiếng lách tách hoặc thấy bề mặt sần, bọt nhỏ, hãy sấy sợi trước rồi in lại; bảo quản cuộn trong hộp kín có gói hút ẩm.
Làm sao cho chi tiết TPU mềm hơn?
Giảm số lớp vỏ, giảm mật độ infill hoặc dùng kiểu infill dễ uốn như gyroid. Cùng một sợi 95A, chi tiết thành mỏng và infill thưa sẽ mềm hơn nhiều so với khối đặc.