HP Jet Fusion:
Ultrasint TPU 90A-01


MFJ BASF Ultrasint TPU90A Shock Absorption
MFJ BASF Ultrasint TPU90A Gitterstruktur
MFJ BASF Ultrasint TPU90A Gehäuse
MFJ BASF Ultrasint TPU90A Musterteil

Ultrasint TPU 90A-01 ist ein von BASF in Zusammenarbeit mit HP für das 3D-Druckverfahren Multi Jet Fusion entwickeltes thermoplastisches Polyurethan. TPU ist vielseitig einsetzbar und zeichnet sich durch Flexibilität und eine hohe Reißdehnung aus. Das Material bietet so gleichzeitig eine hohe Abriebfestigkeit und Elastizität. Damit ist TPU sowohl für den Prototypenbau als auch für die Serienfertigung gut geeignet.



Übersicht

Icon Colors

Farben

Grau

Icon Bounding Box

Bauraum

380 mm × 284 mm × 380 mm

Icon Pricing

Kosten

$$$
(Mittel)

Icon Lead Time

Produktionszeit

7 Werktage

Icon Accuracy

Genauigkeit

± 0,3 %, mit einer unteren Grenze von 0,3 mm


Material-Details TPU


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Funktions- und Serienbauteile

HP Jet Fusion eignet sich hervorragend auch für die Herstellung von funktionalen Bauteilen aus Kunststoff. Im Vergleich mit den meisten anderen additiven Herstellungsverfahren ist das Jet Fusion – TPU genauer, hat eine höhere Auflösung und besticht durch signifikant schnellere Produktionszeiten. Darüber hinaus ist TPU elastisch und gleichzeitig abriebfest.
Die wesentlichen Vorteile sind:

  • Auflösung: Mit 1.200 dpi (x/y) und 80 µm Schichtstärke, bleibt die Multi Jet Fusion Technologie der Standard für additiv gefertigte Kunststoffbauteile.
  • Physische Eigenschaften: Im Multi Jet Fusion verarbeitetes TPU überzeugt durch seine mechanische Belastbarkeit und guten Oberflächeneigenschaften.
  • Designfreiheit: Es werden keine Stützstrukturen benötigt, daher sind nahezu alle Geometrien möglich. Sehr filigrane Strukturen (ca. 0,6 mm) z. B. Filmscharniere sind möglich.
  • Durchsatz: Die Druckzeiten, insbesondere für größere Stückzahlen, sind deutlich kürzer als bei vergleichbaren 3D-Drucktechnologien (z. B. SLS, FDM).

Aufgrund der beeindruckenden Eigenschaften der Objekte, die mit Multi Jet Fusion gedruckt werden, ist das Verfahren sowohl für das Prototyping als auch für die (Klein-)serienfertigung interessant.

Einsatzmöglichkeiten von Multi Jet Fusion-TPU:

  • Schockabsorption/Dämpfung: Über Gitternetzstrukturen können Dämpfungseigenschaften beliebig variiert werden.
  • Elastische Griffe/Greifer: bspw. zum Einsatz in der Robotok können geometrische komplexe, Werkstückschonende Greifer gedruckt werden.
  • Abdeckungen: Bei hohen Bealstungen oder wenn Dichtheit notwendig ist, kann TPU auch für Gehäuse bzw. Abdeckungen verwendet werden.
  • Dichtungen: Einfache Dichtungen können mit TPU hergestellt werden.
  • Flexible Kanäle: Komplexe, flexible Kanalsysteme können mit TPU umgesetzt werden.

Durch den hohen Durchsätze und wegen der guten Eigenschaften der Objekte ist TPU gut geeignet für die Kleinserienfertigung. Bei einer Stückzahl von 300 – 1.500 pro Los, ist Jet Fusion meist wirtschaftlicher als das Spritzgussverfahren (für kleine bis mittelgroße Objekte).
Selbst bei relativ geringen Losgrößen (50 – 150 Stück) können schon wirtschaftliche Stückpreise erreicht werden. Dies, in Verbindung mit den sehr kurzen Produktionszeiten (wenige Tage), reduziert die Notwendigkeit einer teuren Lagerhaltung. Dabei ist die additive Fertigung weiterhin sehr flexibel. Änderungen an dem Produkt können problemlos, ohne wesentliche Eingriffe in den Produktionsprozess, implementiert werden.

Mindestumsatz:

  • EUR 50,- zzgl. 19 % MwSt. (EUR 59,50 inkl. 19 % MwSt.) / Bestellung (gültig ab 01.02.2020)
  • Zusätzlich gelten Mindestumsätze / Bauteil:
    • EUR 25,- zzgl. 19 % MwSt. (29,75 inkl. 19 % MwSt.) für 4 Werktage Produktionszeit (Express)
    • EUR 10,- zzgl. 19 % MwSt. (11,90 inkl. 19 % MwSt.) für 7 Werktage Produktionszeit
    • Was bedeutet Mindestumsatz / Bauteil? Wenn die Stückzahl multipliziert mit Stückpreis geringer ist als der o. g. Wert, wird der Preis entsprechend angepasst. Kostet ein Bauteil bspw. EUR 2,- zzgl. 19 % MwSt., können bei 7 Werktagen Produktionszeit 5 Stück zum Mindestumsatz bestellt werden.

Stückzahlabhängigkeit

  • Bei höheren Stückzahlen/Reduktion ggü. dem Standardpreis bis zu max. 35 % möglich (abhängig von Stückzahl, Bauteilgröße und -geometrie)

Richtwerte

  • Preise berechnen sich abhängig von Maschinenvolumen und Materialeinsatz
  • Grobe Richtwerte (abhängig von Stückzahl, Bauteilgröße und -geometrie): EUR 0,52 – EU 1,79 inkl. 19 % MwSt. bzw. EUR 0,44 – EU 1,50 exkl. 19 % MwSt. je cm³ Materialvolumen des Modells
  • Express Zuschlag ca. 25 %

Look & Feel

  • Die Oberfläche ist leicht rau aber etwas besser als bei PA 12.
  • TPU ist recht leicht (Dichte ~ 1,1 g/cm³).
  • Der unbearbeitete Druck hat ein inhomogenes Grau.
  • Ähnlich wie bei anderen 3D-Druckverfahren, können die Druckschichten (80 µm) wahrnehmbar sein.

Wesentliche Eigenschaften

  • Dünne Strukturen sind flexibel, während dickere Strukturen steifer sind.
  • Sehr widerstandsfähiges Material (chemische Resistenz, hitzebeständig bis ~ 80 °C).
  • Sehr langlebiges Material.

Zugfestigkeit

X/Y: 9 MPa

Z: 7 MPa

Bruchdehnung

X/Y: 220 %

Z: 120 %

Elastizitätsmodul

X/Y: 75 MPa

Z: 85 MPa

Biegefestigkeit

75 MPa

Vicat A

X/Y: 84 °C

Z: 96 °C

Shore-Härte A

88

Wall thickness symbol

Minimale Wandstärken
Die minimale Wandstärke sollte nicht geringer als 0,8 mm sein. Bei längeren Objekten/Flächen oder für Objekte, die mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, sollten Sie die Wandstärke erhöhen.

Cavities Symbol

Hohlräume
Ausgehöhlte Objekte können gedruckt werden, es müssen allerdings Öffnungen (min. 10 mm Durchmesser) eingefügt werden, damit überschüssiges Material entfernt werden kann. Bei größeren Hohlräumen sollten Sie mehrere Öffnungen einplanen.
Das Ausgangsmaterial wird während des Druckvorganges verdichtet, dies macht es etwas komplizierter überschüssiges Material zu entfernen. Es kann vorkommen, dass feine Kanäle/Rillen mit dem Materialpulver versehen sind, welches dann nicht mehr entfernt werden kann.

Clearance gap symbol

Abstände

Halten Sie einen Abstand von min. 0,5 mm für Rillen oder nahe beieinander liegende Wände ein. Vollkommen getrennte Objekte in einer Datei werden separat berechnet. Um insbesondere bei kleinen Teilen Kosten zu sparen, können einzelne Objekte über Stege (~1 mm Durchmesser) miteinander verbunden werden. Dabei sollten zwei Objekte an mind. zwei Stellen miteinander verbunden sein.

Resolution symbol

Auflösung
Details bis zu einer Größe von 0,3 mm können dargestellt werden.

Symbol interlocking parts

Verzahnte Objekte
Ineinander verzahnte Objekte können gedruckt werden. Beachten Sie bitte den Mindestabstand zwischen den Objekten von min. 0,5 mm. Beachten Sie auch, dass die entsprechenden Bereiche zugänglich sind, um überschüssiges Materialpulver entfernen zu können.

Size symbol

Größe
Das Objekt sollte kleiner als 380 × 284 × 380 mm sein, da nicht vollständig bis zum Bauraumrand gedruckt wird.

  • Reinigung des Objekts von überschüssigem Materialpulver.
  • Glasperlenstrahlen

Hier finden Sie eine kurze Zusammenfassung des Druckvorgangs, für eine ausführliche Beschreibung besuchen Sie bitte die Verfahrensseite HP Multi Jet Fusion.

Eine dünne Schicht (80 µm) des Materialpulvers wird auf eine bewegliche Bauplattform aufgetragen. Der Druckkopf sprüht nun eine wärmeleitende Flüssigkeit, den „Fusion Agent“, auf die vorgesehenen Stellen. Direkt anschließend wird das Pulver einer starken Wärmequelle (Infrarotlicht) bestrahlt. Die Bereiche, die mit dem „Fusion Agent“ besprüht wurden, erhitzen sich stärker als der Rest des Pulvers und verschmelzen miteinander. Danach kühlt das verschmolzene Material ab und wird fest.
Gleichzeitig mit dem „Fusion Agent“ wird der isolierende „Detailing Agent“ aufgetragen. Dieser sorgt für eine klare Abgrenzung zwischen Druckobjekt und dem Rest des Materialpulvers, indem er die Wärmeleitfähigkeit des angrenzenden Pulvers so weit reduziert, dass es nicht schmilzt.
Dieser Prozess wiederholt sich, solange bis alle Druckschichten verfestigt sind. Nach dem 3D-Druck wird die gesamte Bauplattform für mehrere Stunden abgekühlt. Anschließend werden die Objekte von dem übrigen Materialpulver befreit und gereinigt.

HP Multi Jet Fusion 5200. Quelle: YouTube, Solidpro & HP