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16 TPU-Filamente Test: Das beste TPU für Highspeed
TPU hat unvergleichbare Materialeigenschaften: flexibel, elastisch und fast unzerstörbar. Welche Marken eignen sich für Highspeed-3D-Drucker am besten?
Was ist TPU?
Thermoplastisches Polyurethan hat ganz besondere Eigenschaften. Es ist flexibel wie Gummi, reißfest und hat eine hohe Z-Layer-Haftung. Dies ergibt ein fast unzerstörbares 3D-Druck-Material.
TPU kann bis um das Fünffache der Ausgangsform gedehnt werden. Die Rückstellkraft ist enorm und so nimmt TPU nach der Dehnung seine Ursprungsform gänzlich wieder ein. Dadurch ist der reißfeste Werkstoff ideal geeignet für Funktionsteile, die große Mengen an kinetischer Energie kompensieren müssen, wie Reifen, Stoßstangen oder Puffer.
Des Weiteren ermöglicht der flexible Kunststoff perfekte Passformen für Gebrauchsgegenstände, die geschützt werden müssen. TPU ist das ideale Material für stoßfeste Smartphones-Hüllen, Sportgeräte oder Modellbau.
Der größten Nachteil liegt in dem Druckverhalten: Da auch das unverarbeitete Filament flexible und elastisch ist, staucht sich der Filamentfaden gerne zwischen Extruder und Hotend. Das kann zu Druckungenauigkeiten und im schlimmsten Fall zu Extruder- oder Hotendverstopfungen führen. Um dem entgegenzuwirken, müssen Druckgeschwindigkeit, Retract, Travel und Flow in Testserien perfekt abgestimmt werden.
Testaufbau: Getrocknet wurde mit zwei Filamenttrocknern von Sunlu und gedruckt wurde auf einem Flashforge Adventurer 5M Pro (Testbericht)
Generelle Druckempfehlungen für erfolgreichen Druck mit TPU
-
Trocknen vor dem Drucken
-
Langsamer Drucken
-
Retractlänge und -geschwindigkeit senken
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Leerfahrten-Geschwindigkeit erhöhen
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Z-Hopping aktivieren
-
Weniger Anpresskraft auf den Extruder-Zahnrädern
-
Druckdüsendiameter vergrößern (0,4 auf 0,6 oder 0,8 mm)
Im Test ermittelte Drucktemperatur:
3DJake TPU A95
230°
Recreus Filaflex Conductivo
220°
Recreus FilaFlex 95A
225°
Esun eTPU 95A
220°
Extrudr TPU semi-soft
230°
Bambu Lab TPU 95A Highflow
220°
Recreus Filaflex Purifier
225°
Overture TPU 95A
225°
Sunlu TPU
215°
Formfutura FlexiFil Natural
230°
Snapmaker TPU 95A
230°
Polymaker PolyFlex TPU90
230°
Fiberlogy FiberFlex 40D
215°
Links: Benchy fünf Stunden getrocknet (Die schwarzen Streifen sind noch von Reste von dem Filament davor)
Rechts: Benchy ungetrocknet
Hier erkennt man deutlich die Lücken (Gaps) in der Druckoberfläche. Diese entstehen durch verdampfendes Wasser in der Druckdüse.
Was muss beim Druck von TPU beachtet werden?
Vor dem Druck:
TPU ist gyroskopisch, das heißt, es nimmt Luftfeuchtigkeit auf. Wird TPU-Filament vor dem Druck nicht getrocknet, verdampft das eingeschlossene Wasser in der heißen Druckdüse und es entsteht Blasenbildung im Druck.
Ob ein TPU getrocknet werden muss, hört man leicht bei der Verarbeitung. Die Wassereinlagerungen verdampfen in der über 200° Celsius heißen Druckdüse. Dieser Vorgang wird durch Zischen und Knallen an der Druckdüse begleitet, was deutlich hörbar ist.
Der Druck:
Wer TPU drucken möchte, sollte sich zu Beginn mental auf einige Fehlversuche einstellen. Manche Drucker können das flexible Material perfekt verarbeiten, andere haben große Probleme damit. Es fällt und steht, mit einer präzisen Filamentführung in der Extruder-Einheit und einem kurzen Weg von Extruder zu Hotend.
⊳ Distanz Extruder zu Hotend
Direct-Drive-Extruder werden gerne mit der Fähigkeit, TPU perfekt zu verarbeiten, beworben. Je kürzer der Weg, desto weniger kann das elastische Filament gestaucht werden.
Genau diese Stauchungen erzeugen große Probleme bei Bowden-Extrudern. Denn je länger der Weg zwischen Extruder und Hotend, desto intensiver kann sich das flexible TPU im Bowden stauchen.
Hat sich das TPU Filament erstmal um eines der Zahnräder gewickelt, ist eine Demontage nicht zu umgehen.
⊳ Extruder-Chassis Fertigung
Je weniger Ausweichmöglichkeiten das Filament im Extruder-Gehäuse hat, desto größer sind die Erfolgschancen.
Wenn im Inneren des Extruders zu viel Platz nach den Extruder-Zahnrädern ist, schlingt sich das flexible TPU gerne um die Zahnräder. Hier frisst der Extruder sich fest und verschlingt so TPU, bis das komplette Gehäuse voll ist.
Bildergalerie: Benchy
Empfehlungen für unterschiedliche Drucksysteme
Bowden-Extruder
Für Bowden-Extruder hat sich Folgendes bewährt:
⊳ Alle Druckgeschwindigkeiten auf circa 15 - 20 mm/s gleichsetzen
⊳ Retract deaktivieren oder senken
⊳ Leerfahrten-Geschwindigkeit so hoch wie möglich setzen
Druckdüsendiameter erhöhen
⊳ Eventuell Flow erhöhen und Linienbreite senken
Erklärung:
Eine kontinuierliche Druckgeschwindigkeit sorgt für gleichmäßigen Anpressdruck, welcher wiederum einen konstanten Filamentfluss ermöglicht.
Ein deaktivierter Retract verbessert die generelle Druckqualität. Da ein gleichbleibender Anpressdruck eine gleichmäßige Extension fördert.
Der Nachteil bei der Deaktivierung des Retracts ist eine erhöhte Fadenbildung zwischen den Druckspitzen. Hier wirkt eine Erhöhung der Leerfahrten-Geschwindigkeit am besten entgegen. Je schneller der Druckkopf von einer zu anderen Spitze springt, desto weniger Filament kann heraussickern.
Direct-Drive-Extruder
Direct-Drive-Extruder sind weitaus besser für TPU geeignet. Es entstehen weniger Stauchungen und der Förderdruck des Extruders hat eine direktere Wirkung. Dadurch können Direct-Drive-Extruder TPU schneller drucken und auch mit Retract arbeiten.
Highspeed-3D-Drucker
TPU bis zu einer Shore-Härte 95 A kann problemlos mit einem Highspeed-3D-Drucker verarbeitet werden. Flashforge, Bambu Lab, Elegoo produzieren die besten Extruder-Einheiten, welche dem flexiblen Filament den geringsten Spielraum im Inneren der Extruder-Einheit erlauben.
Unterhalb Shore-Härte 95A nimmt der Schwierigkeitsgrad erheblich zu. Hier auf dem Bild das Recreus Filaflex 82A. Nach einigen Versuchen konnten passable Ergebnisse erzielt werden. Trotzdem ist noch immer Luft nach oben.
Welche verschiedenen TPU-Arten gibt es?
Die Elastizität von TPU wird in der Shore-Härten eingeteilt. Es gibt drei Shore-Skalen „00“, „A“ und „D“, die für die Einstellung unterschiedlicher Konsistenzen dienen.
00 wird hauptsächlich für sehr weiche und D für sehr harte Kunststoffe verwendet. Die universelle Shore-Härten-Skala A reicht von der Konsistenz eines weichen Gel-Kissens bis zu harten Gummirollen eines Einkaufswagens.
Im Test wurden dreizehn TPU mit Shore-Härte 95 A/90A verarbeitet und drei mit den Shore-Härten 82 A, 70 A und 60 A. Des Weiteren haben drei Filamente exotische Eigenschaften: einen Co2- und Schadstofftauscher, ein elektrisch leitendes Filament und ein SEBS-Filament. Sebs wird auf der Basis von Gummi hergestellt.
Quelle: Prusa Lab
Recreus Purifier 🛒 ist ein elastisches TPU-Filament, das dank innovativer Additive dazu beiträgt, Umweltverschmutzung zu verringern, indem es die Raumluft reinigt. Es absorbiert aus der Umgebungsluft Kohlenstoffdioxid, Stickoxide und Feinpartikel (VOC). Diese werden durch Mineralisierung der Gase in harmlose mineralische Abfälle umgewandelt.
Recreus Conductivo 🛒 ist ein elektrisch leitfähiges TPU-Filament. Es eignet sich ideal für die Herstellung von elektrisch leitfähigen Teilen oder Komponenten.
Recreus Sebs 🛒 besitzt zum einen die Flexibilität und Haltbarkeit von TPU und kombiniert es mit anderen Eigenschaften wie Isolierung, Undurchlässigkeit, sowie chemischer und thermischer Beständigkeit.
Linkes Bild: Das Recreus Filaflex 70A hat erhebliche Probleme im Druck mit einer 0,4 mm Druckdüse gezeigt.
Rechtes Bild: Ein Druck mit demselben Filament Filaflex 70A mit einer größeren 0,6 mm Druckdüse ergibt signifikante Verbesserungen im Druck.
Testaufbau
In dem Test wurden 16 TPU-Filamente aus dem Sortiment von 3DJake, Amazon, Bambu Lab und Recreus ausgewählt.
Insgesamt wurden Filamente von elf Herstellern getestet: 3DJake, Bambu Lab, Esun, Extrudr, Fillamentum, Fiberlogy, Polymaker, Recreus, Overture, Sunlu, Snapmaker getestet.
Die Druckdateien wurden mit Orca-Slicer und Standardeinstellungen für TPU erstellt und anschließend mit dem Flashforge Adventurer 5M Pro (Testbericht) gedruckt.
Die Druckgeschwindigkeiten lagen zwischen 200 - 300 mm/s. Lediglich die drei weichen TPUs und das SEBS-TPU konnten nur mit langsamerer Druckgeschwindigkeit (40 mm/s) und mehr Lüfterleistung umgesetzt werden.
Erst wurde ein Temptower gedruckt, um die perfekte Drucktemperatur zu ermitteln. Hier muss beachtet werden, dass ein Temptower aus elastischem TPU sich ab der zweiten Temperatur-Schicht leicht mitbewegt und so die Druckergebnisse verfälscht.
Mit der im Test ermittelten Drucktemperatur wurde eine FDM-Testdruckdatei und ein klassisches Benchy gedruckt.
Das Ranking und die Testsieger wurden anhand von Druckqualität und Einfachheit der Druckbarkeit ermittelt.
Bildergalerie: FDM-Testdrucke
Überraschenderweise zeigen die elf 95A-TPUs doch größere Unterschiede in Festigkeit und Elastizität als erwartet. So variieren die Unterschiede in puncto Elastizität und Steifigkeit von Hersteller zu Hersteller. Um die Elastizität zu unterscheiden, wurden die Benchys mit zwei Fingern vorn am Bug zusammengedrückt:
⊳ Während bei den Filamenten der Hersteller Fillamentum, Esun, 3DJake und Sunlu sich auch der innere Rumpf stark zusammendrücken lassen, ist dies bei den Filamenten von Bambu Lab, Extrudr, Recreus und Recreus Conductive weniger möglich.
⊳ Fiberlogy, Snapmaker, Polymaker und Overture sind noch mal ein Ticken härter. Hier konnte der innere Rumpf nicht mehr komplett zusammengedrückt werden.
Recreus bietet als einer der wenigen Hersteller weiche TPU-Filamente mit Shore-Härten von 60A - 82A an.
Filaflex 60A Pro und 70A sind vergleichbar mit Silikonbackformen oder Gummibändern. Der Unterschied zwischen 60A Pro und 70A fällt gering aus.
Das mittlere TPU 82A ist stabiler/härter und vergleichbar mit Teigschabern (Ikea).
Es finden sich noch weitere Unikat bei dem Hersteller Recreus. Neben Exoten, wie aufschäumenden TPU, elektrisch leitenden oder einem CO2-Tauscher-Filament hat Recreus als einziger Hersteller ein mattes TPU im Sortiment. Das elektrisch leitende Recreus Conductivo 🛒 ist im Vergleich zu den anderen 15 Filamenten ein mattes TPU.
Verpackungen der TPU Filamente - Alle Filamente waren gut verschweißt und das Vakuum intakt.
Fazit: Druckergebnisse und Materialeigenschaften
Die drei großen Überraschungen im Test:
⊳ Alle TPUs sind für Highspeed-3D-Drucker geeignet
⊳ Trotz identischer Shore-Härten-Einteilung gibt es geringe Unterschiede in Steifigkeit und Elastizität.
⊳ Weichere TPU-Filamente mit den Shore-Härten 82A, 70A und 60A können nur langsam gedruckt werden und benötigen einiges an Slicer-Feineinstellungen und Trocknung vor dem Druck.
Die Materialeigenschaften von TPU ließen Böses ahnen für einen Test mit 16 Filamenten. Erwartet wurden unzählige Stunden vor dem Slicer und Feintuning, Feintuning und Feintuning. Doch zur großen Überraschung konnten die meisten Filamente problemlos mit einem Highspeed-3D-Drucker, dem Flashforge Adventure 5M Pro umgesetzt werden. Hier lagen die Druckgeschwindigkeiten zwischen 200 - 300 mm/s, Drucktemperatur 210 - 240° Celsius und Druckbett bei 45° Celsius. Bauteilkühlung 100 %, alle anderen Lüfter aus und offene Druckkammer. Der Flashforge Adventurer 5M Pro 🛒 ist vergleichbar mit einem Bambu Lab P1S, Creality K1 Max oder K1C oder Qidi Tech X-Max 3.
Testsieger sind die Filamente von 3DJake 🛒, Recreus 🛒, Esun und Bambu Lab 🛒. Die Filamente zeigten die schönsten Druckoberflächen, kein Gaping, schönes Bridging-Verhalten und die unauffälligste Benchy-Rumpflinie (Link).
Im mittleren Feld liegen die TPUs von Extrudr, Overture 🛒, Sunlu und Snapmaker. Hier ergaben sich leichte Druckungenauigkeiten oder keine perfekten Druckspitzen.
Auf den letzten Plätzen landen Polymaker, Fiberlogy und Fillamentum. Hier ergaben sich Druckungenauigkeiten und leichte Probleme im Druck.
Die vier Testsieger 🛒
Testsieger:
Recreus Filamente 95A - 60A Pro
29,99 - 49,99 €*
Testsieger:
Bambu Lab TPU 95A Highflow
ab 43,99 €*
Testsieger:
Esun eTPU 95A
ab 27,99 €*
Preisvergleich
Da immer wieder Fragen über Bedingungen beim Kauf, Rückgaberecht und Garantiezeit der verschiedenen Wiederverkäufer auftreten, hier ein kleiner Überblick.
Generell laufen alle Reklamationen direkt oder indirekt über den Hersteller ab. Wer Seriennummer und einen Kaufbeleg hat, ist bei allen Anbietern auf der sicheren Seite.
⊳3DJake bietet ein 30-tägiges Rückgaberecht und beruft sich auf die Garantiepflichten des Herstellers. Dennoch bieten sie einen eigenen Kundensupport, der Hilfestellung und Ersatzteile zur Verfügung stellt. In harten Fällen können Geräte zugeschickt oder über die Garantiezeit rückabgewickelt werden.
⊳Anycubic bietet ein 14-tägiges Rückgaberecht. Shipping / Versand liegt in der Regel von 3 bis 8 Tagen. Die Garantiezeit wird bei Anycubic in Baugruppen aufgeteilt. So haben verschleißanfällige Bauteile wie Extruder und Druckplatten eine dreimonatige Garantiezeit, Monoscreens je nach Modell zwischen drei bis sechs Monaten und für alle anderen Hauptkomponenten gilt eine einjährige Garantiezeit. Der Kundensupport wird von englischsprachigen Chinesen geführt.
⊳Artillery bietet ein 14-tägiges Rückgaberecht. Die Garantiezeit wird bei Artillery in Baugruppen aufgeteilt. So haben verschleißanfällige Bauteile wie Extruder und Druckplatte eine dreimonatige Garantiezeit. Auf alle anderen Baugruppen gibt Artillery 12 Monate Garantie. Der Kundensupport wird von englischsprachigen Chinesen geführt.
⊳Amazon bietet ein 30-tägiges Rückgaberecht und beruft sich auf die Garantiezeit des Herstellers. In fast allen Fällen betreiben die Hersteller auch einen eigenen Amazon-Shop.
⊳Banggood bietet ein 14-tägiges Rückgaberecht und einjährige Garantie. Reklamationen werden entweder über den eigenen Kundensupport oder über den Hersteller abgewickelt.
⊳Elegoo bietet ein 14-tägiges Rückgaberecht und einjährige Garantie. Reklamationen werden über den eigenen Kundensupport abgewickelt und Rücksendekosten übernehmen der Hersteller.
⊳Europäischer Creality Online-Store bietet ein 15-tägiges Rückgaberecht und einjährige Garantie. Der Kundensupport wird von englischen und deutschsprachigen Chinesen betrieben und ist mittelmäßig schnell.
⊳Qidi Tech bietet 1 Jahr Garantie auf alle Qidi-3D-Drucker und auf Luxusmodelle teilweise 2 Jahre Garantie. Es finden sich keine Angaben auf ein Rückgaberecht. Was jedoch Qidi Tech besonders gut macht, ist der starke Kundensupport. Hier finden sich zu jedem Modell speziell geschulte Mitarbeiter und deren Kontaktdaten an jedem Modell. Qidi legt großen Wert auf eine Antwortzeit von unter 24 h. Mit gültigem Kaufbeleg und Serialnummer, ersetzt Qidi alle fehlerhaften Bauteile. (Mehrfach im Test bestätigt)
⊳Geekbuying bietet ein 14-tägiges Rückgaberecht und einjährige Garantie. Reklamationen in der Garantiezeit werden über den Hersteller abgewickelt.
⊳TomTop bietet ein 14-tägiges Rückgaberecht und einjährige Garantie. Hier ist es wichtig, dass die Ware in dem Originalkarton zurückgeschickt wird. Reklamationen in der Garantiezeit werden über den Hersteller abgewickelt.