近日，Formlabs宣布推出TPU 90A Powder材料，這是Formlabs首款應(yīng)用于 Fuse 系列 SLS 3D打印機(jī)的柔性材料。TPU通過將橡膠材料的高撕裂強(qiáng)度和斷裂伸長率與SLS 3D打印的設(shè)計自由度和耐用性相結(jié)合，為應(yīng)用開辟了新的可能性。

01

從剛性到柔性

SLS的探索從未停止

去年，F(xiàn)ormlabs針對選擇性激光燒結(jié)系列產(chǎn)品推出了兩款材料革新——耐高溫的Nylon 12 GF以及用于打印兼顧、輕質(zhì)部件的Nylon 11 CF。

兩款材料都增加了尼龍材料的強(qiáng)度，讓Fuse 系列產(chǎn)品成為了原型制造、工業(yè)小批量生產(chǎn)炙手可熱的產(chǎn)品。如今，隨著TPU 90A的推出，F(xiàn)use 系列產(chǎn)品將適用更多的應(yīng)用場景。

    TPU 90A Power 是一種柔性彈性體，適合通過3D打印制作：

• 安全接觸皮膚的可穿戴設(shè)備
• 鞋底、夾板、矯形器和修復(fù)體
• 運動防護(hù)裝備
• 墊圈、密封件、面罩、皮帶、插頭和管子
• 填充物、阻尼器、靠墊和夾持器
  
  

02

低刷新率、低成本制作橡膠原型

TPU 90A 的延展性能大大拓寬 Fuse 系列產(chǎn)品的使用場景：在制作柔性材料的同時，也可以充分發(fā)揮SLS 3D打印無需支撐的優(yōu)點，在內(nèi)部快速制作具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的柔性部件。

更重要的是，TPU 90A擁有目前Formlabs所有 SLS 粉末中最低的刷新率（刷新率僅為20%），可以更好的控制每個打印件的成本。無需投入巨資制造模具，即可在內(nèi)部制作橡膠原型、成品以及輔助設(shè)備。

03

適合TPU 90A粉末的應(yīng)用有哪些？

TPU（又稱熱塑性聚氨酯）是工程、設(shè)計和制造學(xué)科中常用的彈性熱塑性塑料之一。從體育用品到醫(yī)療器械，再到我們的鞋底，這種堅韌耐用的橡膠材料隨處可見。

    TPU 部件的傳統(tǒng)制造工作流程久經(jīng)驗證，且仍然是批量生產(chǎn)橡膠產(chǎn)品的理想選擇。在 Fuse 系列打印機(jī)中使用 TPU 90A Powder 進(jìn)行打印的優(yōu)勢在于該系統(tǒng)可輕松用于快速制造原型、按需生產(chǎn)制造輔助設(shè)備并實現(xiàn)定制化。

1、快速原型制造

憑借 Fuse 系列打印機(jī)，企業(yè)能夠在內(nèi)部進(jìn)行原型制造、縮短周轉(zhuǎn)時間，并減少支付給服務(wù)機(jī)構(gòu)或機(jī)械車間的費用。

例如，制作運動頭盔的原型，內(nèi)部需要有柔軟的緩沖襯墊。不少研發(fā)企業(yè)正致力于為這些緩沖襯墊設(shè)計新的晶格結(jié)構(gòu)和沖擊抵消技術(shù)，而 TPU 恰好是一種合適的材料。

如果想要實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的驗證，則需要經(jīng)過大量的物理測試，每一輪測試如果需要10個左右的緩沖襯墊，無論采用傳統(tǒng)的手工方式、外包給設(shè)計機(jī)構(gòu)還是傳統(tǒng)的TPU成型，工作時間和成本都是驚人的。

TPU 90A Powder的推出，讓Fuse 系列3D打印機(jī)可以輕松打印多個略微不同的橡膠晶格結(jié)構(gòu)，以測試不同的設(shè)計。通過改變部件本身的設(shè)計（例如改變壁厚），您可以針對不同的應(yīng)用或測試后的迭代生產(chǎn)不同硬度的部件。

真實案例：

美國電動自行車公司 Radio FLyer

百年企業(yè) Radio Flyer 的產(chǎn)品深受千家萬戶的信任和喜愛，面向廣大家庭提供眾多創(chuàng)新產(chǎn)品。3D 打印是 Radio Flyer 開發(fā)工作的重要組成部分，而設(shè)計工程師 Agostino Lobello 則發(fā)現(xiàn)TPU 90A Powder 有助于制作真正的功能性原型。

“與我曾使用過的其他 3D 打印 TPE/TPU 材料相比，TPU 90A Powder 獨一無二的表面處理可以提供出色的摩擦力。從這個角度來看，該材料的觸感更類似于我們的注射 TPE/TPU，因此堪稱原型應(yīng)用的理想選擇。目前，該工藝的次優(yōu)替代方案是利用原型工具并注入真正的 TPE 或其他聚氨酯，而其成本和用時表現(xiàn)都要遜于此工藝。”

在 Fuse 系列打印機(jī)上使用 TPU 90A Powder 可幫助 Radio Flyer 制造部件的功能性原型，如其 Flyer  L885 Family Cargo eBike 上的這些柔軟握把。

2、制造輔助工具

無論是夾具、支架、外殼，還是其他眾多的機(jī)器連接方式，更重要的都是它能否及時滿足您的迫切需求。

許多生產(chǎn)企業(yè)都面臨著一個相同的問題——如何避免其價值數(shù)百萬美元的制造設(shè)備磨損過于嚴(yán)重；而 TPU 90A Powder 就是對該問題的合適回答。

擁有 TPU 材料意味著當(dāng)天即可設(shè)計并打印出柔性替換件和制造輔助設(shè)備，從而實現(xiàn)不間斷生產(chǎn)。

觸感柔軟的制造輔助設(shè)備可以緩沖特定的沖擊或是提供形狀合適的夾具，從而有助于延長重型機(jī)械的使用壽命。一旦密封件或墊圈因多年反復(fù)使用而撕裂，操作人員可以立即打印出替代件，在數(shù)小時內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn)線并重新運行，而無需等待數(shù)天或數(shù)周才能獲得新部件。

對于工廠和生產(chǎn)企業(yè)來說，內(nèi)部采用 Fuse 3D打印相當(dāng)于是上了一重保險，可以保護(hù)他們免受意外的部件損壞或機(jī)器故障的影響。工廠可在內(nèi)部獲取到的機(jī)械性能越多，就越能避免供應(yīng)鏈延誤和 OEM 導(dǎo)致的高額維修成本。

3、小批量和定制可穿戴產(chǎn)品

對于運動、時尚和可穿戴技術(shù)行業(yè)，提供個性化的選擇有助于企業(yè)獲得更多市場份額。以往、高昂的模具制作成本使得小批量或一次性生產(chǎn)難以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，而大多數(shù) 3D 打印材料仍因為過于堅硬而不舍和體育用品或可穿戴市場。

TPU 90A Powder的推出，則改變了這一局面。從可以根據(jù)個人的腳型、走路姿勢和重量分布來定制的鞋底，到為了抵消沖擊而設(shè)計的橄欖球頭盔，再到為手腕量身定制的表帶，該材料蘊(yùn)含著無限可能性。

隨著Fuse系列工作流程和 TPU 90A Powder 可安全接觸皮膚特性的誕生，可穿戴行業(yè)的定制服務(wù)不再是空談。

4、醫(yī)療器械

TPU 90A Powder 可以制作一系列高性能醫(yī)療部件。圖中所示有：義肢設(shè)備（來源：OT Supply GmbH）、拇指托架（來源：Spentys）、踝足矯正襯墊（來源：Spentys）、表帶等。

    TPU 90A Powder 具有卓越的耐久性和韌性，適用于制造義肢、矯形器、患者特定的器械以及醫(yī)療設(shè)備。TPU 通過將橡膠材料出色的抗撕裂強(qiáng)度和斷裂伸長率與 SLS 3D 打印優(yōu)異的設(shè)計自由度和耐久性相結(jié)合，為醫(yī)療專業(yè)人士帶來了新的機(jī)遇。

TPU 90A Powder 是一種柔性彈性體，適合通過 3D 打印制作以下醫(yī)療部件：

• 醫(yī)療器械原型、成品醫(yī)療器械和組件
• 矯形墊和修復(fù)襯墊
• 可穿戴設(shè)備、密封件、阻尼器和管子
• 夾板、顱骨重塑頭盔
• 運動和矯正鞋墊
  
  

    TPU 90A Powder 已經(jīng)過短期皮膚接觸認(rèn)證，因此可將其視為能與皮膚接觸的安全材料。然而，該材料并未經(jīng)過其他生物相容性應(yīng)用的進(jìn)一步測試，因此制造商應(yīng)負(fù)責(zé)驗證打印部件是否符合預(yù)期用途。

04

完美加入Fuse家族現(xiàn)有工作流

    TPU 90A Powder 可輕松集成到 Fuse 系列和 Fuse Sift 工作流程中。該材料可以在空氣環(huán)境中打印，且無需用到惰性氣體。此外，TPU 部件不使用 Surface Armor（在更堅硬的粉末中圍繞部件形成的半燒結(jié)外殼），因此脫粉過程十分簡單。雖然TPU 90A Powder部件不含Surface Armor，但仍建議使用介質(zhì)噴砂處理來清除部件上所有多余的粉末，從而獲得更加整潔和更易于使用的部件。

    盡管我們建議使用專用的 Fuse Sift 和成型室，但將現(xiàn)有 Fuse 打印機(jī)切換到使用 TPU 90A Powder 絕對可行。

近日，Formlabs宣布推出TPU 90A Powder材料，這是Formlabs首款應(yīng)用于 Fuse 系列 SLS 3D打印機(jī)的柔性材料。TPU通過將橡膠材料的高撕裂強(qiáng)度和斷裂伸長率與SLS 3D打印的設(shè)計自由度和耐用性相結(jié)合，為應(yīng)用開辟了新的可能性。

01

從剛性到柔性

SLS的探索從未停止

去年，F(xiàn)ormlabs針對選擇性激光燒結(jié)系列產(chǎn)品推出了兩款材料革新——耐高溫的Nylon 12 GF以及用于打印兼顧、輕質(zhì)部件的Nylon 11 CF。

兩款材料都增加了尼龍材料的強(qiáng)度，讓Fuse 系列產(chǎn)品成為了原型制造、工業(yè)小批量生產(chǎn)炙手可熱的產(chǎn)品。如今，隨著TPU 90A的推出，F(xiàn)use 系列產(chǎn)品將適用更多的應(yīng)用場景。

    TPU 90A Power 是一種柔性彈性體，適合通過3D打印制作：

• 安全接觸皮膚的可穿戴設(shè)備
• 鞋底、夾板、矯形器和修復(fù)體
• 運動防護(hù)裝備
• 墊圈、密封件、面罩、皮帶、插頭和管子
• 填充物、阻尼器、靠墊和夾持器
  
  

02

低刷新率、低成本制作橡膠原型

TPU 90A 的延展性能大大拓寬 Fuse 系列產(chǎn)品的使用場景：在制作柔性材料的同時，也可以充分發(fā)揮SLS 3D打印無需支撐的優(yōu)點，在內(nèi)部快速制作具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的柔性部件。

更重要的是，TPU 90A擁有目前Formlabs所有 SLS 粉末中最低的刷新率（刷新率僅為20%），可以更好的控制每個打印件的成本。無需投入巨資制造模具，即可在內(nèi)部制作橡膠原型、成品以及輔助設(shè)備。

03

適合TPU 90A粉末的應(yīng)用有哪些？

TPU（又稱熱塑性聚氨酯）是工程、設(shè)計和制造學(xué)科中常用的彈性熱塑性塑料之一。從體育用品到醫(yī)療器械，再到我們的鞋底，這種堅韌耐用的橡膠材料隨處可見。

    TPU 部件的傳統(tǒng)制造工作流程久經(jīng)驗證，且仍然是批量生產(chǎn)橡膠產(chǎn)品的理想選擇。在 Fuse 系列打印機(jī)中使用 TPU 90A Powder 進(jìn)行打印的優(yōu)勢在于該系統(tǒng)可輕松用于快速制造原型、按需生產(chǎn)制造輔助設(shè)備并實現(xiàn)定制化。

1、快速原型制造

憑借 Fuse 系列打印機(jī)，企業(yè)能夠在內(nèi)部進(jìn)行原型制造、縮短周轉(zhuǎn)時間，并減少支付給服務(wù)機(jī)構(gòu)或機(jī)械車間的費用。

例如，制作運動頭盔的原型，內(nèi)部需要有柔軟的緩沖襯墊。不少研發(fā)企業(yè)正致力于為這些緩沖襯墊設(shè)計新的晶格結(jié)構(gòu)和沖擊抵消技術(shù)，而 TPU 恰好是一種合適的材料。

如果想要實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的驗證，則需要經(jīng)過大量的物理測試，每一輪測試如果需要10個左右的緩沖襯墊，無論采用傳統(tǒng)的手工方式、外包給設(shè)計機(jī)構(gòu)還是傳統(tǒng)的TPU成型，工作時間和成本都是驚人的。

TPU 90A Powder的推出，讓Fuse 系列3D打印機(jī)可以輕松打印多個略微不同的橡膠晶格結(jié)構(gòu)，以測試不同的設(shè)計。通過改變部件本身的設(shè)計（例如改變壁厚），您可以針對不同的應(yīng)用或測試后的迭代生產(chǎn)不同硬度的部件。

真實案例：

美國電動自行車公司 Radio FLyer

百年企業(yè) Radio Flyer 的產(chǎn)品深受千家萬戶的信任和喜愛，面向廣大家庭提供眾多創(chuàng)新產(chǎn)品。3D 打印是 Radio Flyer 開發(fā)工作的重要組成部分，而設(shè)計工程師 Agostino Lobello 則發(fā)現(xiàn)TPU 90A Powder 有助于制作真正的功能性原型。

“與我曾使用過的其他 3D 打印 TPE/TPU 材料相比，TPU 90A Powder 獨一無二的表面處理可以提供出色的摩擦力。從這個角度來看，該材料的觸感更類似于我們的注射 TPE/TPU，因此堪稱原型應(yīng)用的理想選擇。目前，該工藝的次優(yōu)替代方案是利用原型工具并注入真正的 TPE 或其他聚氨酯，而其成本和用時表現(xiàn)都要遜于此工藝。”

在 Fuse 系列打印機(jī)上使用 TPU 90A Powder 可幫助 Radio Flyer 制造部件的功能性原型，如其 Flyer  L885 Family Cargo eBike 上的這些柔軟握把。

2、制造輔助工具

無論是夾具、支架、外殼，還是其他眾多的機(jī)器連接方式，更重要的都是它能否及時滿足您的迫切需求。

許多生產(chǎn)企業(yè)都面臨著一個相同的問題——如何避免其價值數(shù)百萬美元的制造設(shè)備磨損過于嚴(yán)重；而 TPU 90A Powder 就是對該問題的合適回答。

擁有 TPU 材料意味著當(dāng)天即可設(shè)計并打印出柔性替換件和制造輔助設(shè)備，從而實現(xiàn)不間斷生產(chǎn)。

觸感柔軟的制造輔助設(shè)備可以緩沖特定的沖擊或是提供形狀合適的夾具，從而有助于延長重型機(jī)械的使用壽命。一旦密封件或墊圈因多年反復(fù)使用而撕裂，操作人員可以立即打印出替代件，在數(shù)小時內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn)線并重新運行，而無需等待數(shù)天或數(shù)周才能獲得新部件。

對于工廠和生產(chǎn)企業(yè)來說，內(nèi)部采用 Fuse 3D打印相當(dāng)于是上了一重保險，可以保護(hù)他們免受意外的部件損壞或機(jī)器故障的影響。工廠可在內(nèi)部獲取到的機(jī)械性能越多，就越能避免供應(yīng)鏈延誤和 OEM 導(dǎo)致的高額維修成本。

3、小批量和定制可穿戴產(chǎn)品

對于運動、時尚和可穿戴技術(shù)行業(yè)，提供個性化的選擇有助于企業(yè)獲得更多市場份額。以往、高昂的模具制作成本使得小批量或一次性生產(chǎn)難以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，而大多數(shù) 3D 打印材料仍因為過于堅硬而不舍和體育用品或可穿戴市場。

TPU 90A Powder的推出，則改變了這一局面。從可以根據(jù)個人的腳型、走路姿勢和重量分布來定制的鞋底，到為了抵消沖擊而設(shè)計的橄欖球頭盔，再到為手腕量身定制的表帶，該材料蘊(yùn)含著無限可能性。

隨著Fuse系列工作流程和 TPU 90A Powder 可安全接觸皮膚特性的誕生，可穿戴行業(yè)的定制服務(wù)不再是空談。

4、醫(yī)療器械

TPU 90A Powder 可以制作一系列高性能醫(yī)療部件。圖中所示有：義肢設(shè)備（來源：OT Supply GmbH）、拇指托架（來源：Spentys）、踝足矯正襯墊（來源：Spentys）、表帶等。

    TPU 90A Powder 具有卓越的耐久性和韌性，適用于制造義肢、矯形器、患者特定的器械以及醫(yī)療設(shè)備。TPU 通過將橡膠材料出色的抗撕裂強(qiáng)度和斷裂伸長率與 SLS 3D 打印優(yōu)異的設(shè)計自由度和耐久性相結(jié)合，為醫(yī)療專業(yè)人士帶來了新的機(jī)遇。

TPU 90A Powder 是一種柔性彈性體，適合通過 3D 打印制作以下醫(yī)療部件：

• 醫(yī)療器械原型、成品醫(yī)療器械和組件
• 矯形墊和修復(fù)襯墊
• 可穿戴設(shè)備、密封件、阻尼器和管子
• 夾板、顱骨重塑頭盔
• 運動和矯正鞋墊
  
  

    TPU 90A Powder 已經(jīng)過短期皮膚接觸認(rèn)證，因此可將其視為能與皮膚接觸的安全材料。然而，該材料并未經(jīng)過其他生物相容性應(yīng)用的進(jìn)一步測試，因此制造商應(yīng)負(fù)責(zé)驗證打印部件是否符合預(yù)期用途。

04

完美加入Fuse家族現(xiàn)有工作流

    TPU 90A Powder 可輕松集成到 Fuse 系列和 Fuse Sift 工作流程中。該材料可以在空氣環(huán)境中打印，且無需用到惰性氣體。此外，TPU 部件不使用 Surface Armor（在更堅硬的粉末中圍繞部件形成的半燒結(jié)外殼），因此脫粉過程十分簡單。雖然TPU 90A Powder部件不含Surface Armor，但仍建議使用介質(zhì)噴砂處理來清除部件上所有多余的粉末，從而獲得更加整潔和更易于使用的部件。

    盡管我們建議使用專用的 Fuse Sift 和成型室，但將現(xiàn)有 Fuse 打印機(jī)切換到使用 TPU 90A Powder 絕對可行。